История развития м/о

1. Морфологический (описательный) период. Длился 150 лет. Ни Левенгук, ни его последователи не ставили перед собой цель выяснить роль м/о в природе и жизни человека.

2. Эколого-физиологический период. Луи Пастер открыл анаэробный способ жизни. Он также открывает истинную причину порчи вина, пива, показав, что процесс сбраживания углеводов до спирта осуществляется м/о, которые развиваются в анаэробной среде. Порча вина и пива была связана с жизнедеятельность уксусно-кислых бактерий. Пастер предлагает пастеризацию — глубинное прогревание пива (60-70ºС) с целью сохранения свойств и срока хранения.

Пастер также открывает причину бешенства и сибирской язвы. Он разрабатывает принцип аттенуации (ослабления вирулентности). Вирулентность — это степень патогенности, способность вызывать заболевание. Пастер использовал принцип частых пересевов, которые длились несколько лет: культура генетически изменялась, но при этом сохранялись иммуногенные свойства, и терялась вирулентность.

В 1886 году в Одессе открылась первая Пастеровская школа. И на основе работ этого ученого были разработаны многие вакцины.

Роберт Кох открывает туберкулёзную палочку (палочка Коха) и холерный вибрион. Кох и его ученики разработали правило работы с культурами м/о.

• Разрабатывались способы приготовления плотных ПС. Сначала это был желатин (он расщеплялся многими м/о и плавился при температуре 37º С). Затем полисахарид — агар-агар, который выделяли из красных водорослей. Использование плотных ПС облегчило получение чистых культур микроорганизмов. Используя чистые культуры м/о Кох разрабатывает «триаду Коха»;

• методы окрашивания м/о с помощью анилиновых красителей;

• метод микрофотографирования бактерий.

И.И. Мечников получил Нобелевскую премию. Он изучал проблемы механизмов иммунного ответа и ему принадлежит фагоцитарная теория иммунитета. Он показал роль макрофагов, которые имеют способность к фагоцитозу (уничтожение чужеродных м/о).

Эрлих разработал гуморальную теорию иммунитета. Согласно его теории, главная роль нейтрализации чужеродных агентов в организме принадлежит антителам.

Мечников занимался проблемами борьбы со старостью. Причиной старения он считал то, что кишечник плохо очищается, и в нем развиваются гнилостные м/о. Он открыл антагонизм : молочно-кислые бактерии способны задерживать рост других м/о. Изучает холеру, сифилис, туберкулёз. Мечников закладывает основы исследования про антигенную специфичность органов и тканей. Впервые выясняет антагонистическую способность грибов по отношению к насекомым и предлагает использовать некоторые грибы в качестве средств борьбы с насекомыми — вредителями с/х.

Виноградский С.Н. открывает явление хемосинтеза и значение микроорганизмов в круговороте N, S, C, Fe. На трудах этого учёного базируется микробиология (м/б) почвы.

Бейеринг решил проблему фиксации азота м/о и раскрыл механизм круговорота азота в природе. Он впервые выделили м/о из почвы рода Azotobacter. А также м/о относящийся к роду Rhizobium. На основе м/о были получены бактериальные удобрения, которые обогащают почву.

Ивановский Д.И. (конец 19, начало 20 века) открыл новый класс внеклеточных живых веществ — вирусов. Первый вирус, который был открыт — вирус табачной мозаики.

Заболотный Д.К. изучая чуму открыл, что это заболевание передается грызунами.

3. Современный этап. Развитие всех дисциплин (м/б, биология клетки и т.п.). Деферинциация м/б на отдельные направления:

— общая м/б (изучает общий состав и химические структуры клетки, ее систематику и экологию);

— ветеринарная и медицинская (патогенные для человека и животных м/о, а также способы лечения и профилактики различных заболеваний);

— с/х м/б (изучает роль м/о в плодородной почве, способы повышения ее плодородия, изучение патогенных для растений м/о, разработка защиты и борьбы против инфекции);

— генетика м/о (изучение молекулярной структуры генов прокариот, функционирование и репликация генов, процессы мутагенеза, разрабатываются методов генетического конструирования — получение новых штаммов с заданными свойствами);

— водная м/б (разрабатывает микробные методы очистки сточных вод);

— геологическая м/б (исследует роль м/о в круговороте абиогенных элементов и образование полезных ископаемых, а также разрабатывает методы получения редких металлов из обеднелых руд);

— космическая м/б (влияние на м/о космических условий, изучение жизни на других планетах);

— техническая м/б (разработка и внедрение способов получения биологически-активных веществ с помощью м/б синтеза, что является основной составляющей частью биотехнологии).

Грибы

По размеру их делят на микроскопические (более 30 тыс. видов) и макроскопические (20 тыс. видов). По уровню организации грибы делятся на низшие и высшие. Вегетативное тело гриба — таллом состоит из переплетающихся нитей (гифов — 5 мкм в толщину). Гифы состоят из клеточной стенки, цитоплазмы с органоидами, типичными для эукариот. По строению гифы делят на 3 вида:

— несептированные гифы (у низших грибов);

— не полностью септированные;

— септированные.

Совокупность гифов называется мицелием. По отношению у субстрату мицелий делится на воздушный (над субстратом) и поверхностный (субстратный). У грибов очень часто наблюдается изменение мицелия. Видоизменения мицелия связаны с их функциями:

1) столоны — дугообразные гифы, с помощью которых грибы перемещаются по субстрату.

2) ризоиды — возникают на прикосновение с твердым субстратом;

3) аппрессории (присоски) — гифы позволяют прикрепляться на отвесных стенах;

4) гипофодии — накопление запасных питательных веществ;

5) ловчие петли — захват насекомых;

6) склероции — склеенные гифы, покрытые общей оболочкой, выдерживают неблагоприятные условия среды.

Для грибов характерен апикальный рост. Причем у большинства большая часть мицелия способна к росту. По мере развития мицелия цитоплазма в старых участках отмирает. Размеры мицелия неограниченны.

Размножение — вегетативное, бесполое и половое.

Вегетативное размножение осуществляется:

- кусочками мицелия с ядром;

- артроспорами (распад мицелия на отдельные клетки);

- хламидоспорами (напоминают артроспоры, но покрыты более плотной оболочкой);

- почкование.

Бесполое размножение осуществляется при помощи спор (формируются на специальных гифах — конидиеносцы), причем споры могут формироваться эндогенно, т.е. внутри спорангия, и экзогенно. У некоторых спор могут быть жгутики (зооспоры).

Половое размножение осуществляется путем образования и слияния гамет с образованием зиготы. В процессе слияния гамет можно выделить 3 фазы:

- плазмогамия (с помощью мембраны);

- кариогамия (слияние гаплоидных ядер);

- мейоз или редукционное деление (восстановление гаплоидного числа хромосом). Процесс завершается образованием нового спорангия, а вегетативное тело гриба представляет собой гаплоидную фазу.

В зависимости от строения мужско и женской гаметы различают три вида полового размножения:

— изогамия (слияние одинаковых подвижных гамет);

— гетерогамия (слияние 2-х подвижных гамет, причем женская клетка намного больше мужской;

— оогамия (формирование женских половых органов — оогоний и мужских — антиридий)

- когда оплодотворенные во внешней среде гаметы — подвижны;

- подвижна мужская, которая проникает в неподвижную женскую клетку;

- формируются 2 разных структуры и антиридий переливается в оогонию, где и происходит оплодотворение — зигогамия.

Те грибы, у которых на 1 вегетативном теле образуются как женские, так и мужские гаметы — называются гермафродитами. Не все мужские и женские гаметы совместимы и способны оплодотворятся. У многих из этих грибов могут сливаться те клетки, у которых есть «+» и «-»— гетероталлизм.

Классификация грибов:

1. Фикомицеты (низшие грибы):

1) хитридиевые грибы — не имеют мицелия или он слабо развит, образуют зооспоры, половой процесс -изо-, гетеро- и реже оогамия, при последнем способе размножения происходит вне гаметангии. Среди них много паразитов и морских водорослей, а также паразитов, обитающих в воде. Встречаются и наземные виды, которые встречаются в почве — возбудитель рака картофеля.

2) оомицеты — водные и наземные грибы. В отличие от первого класса мицелий хорошо развит, он целоцитный. Оплодотворяется при помощи зооспор. Подвижна только мужская гамета.

3) зигомицеты — споры неподвижны, половой процесс - оогамия (зигогамия) — мукоровые грибы.

2. Высшие грибы( эумицеты):

4) аскомицеты или сумчатые грибы — мицелий развит и разделен поперечными перегородками. Основной орган размножения — с помощью конидий (бесполый). Дрожжи (50%), аскомицеты, трюфели, сморчки, пенициллы, аспергиллы.

5) базидиомицеты — имеют развитый мицелий, половой процесс получил название — соматогамия (слияние 2 вегетативных клеток). Половой продукт — базидия. К этому классу относятся пластинчатые, трубчатые грибы и некоторые дрожжи.

6) Дейтеромицеты (Fungi imperfecti), несовершенные грибы, мицелий — развитый, размножение — бесполое (конидии), половой процесс не обнаружен. К этому классу относятся дрожжи и возбудители заболеваний с/х культур.

Дрожжи — грибы, которые утратили способность к образованию мицелия. Дрожжи не составляют отдельный класс грибов, они не составляют отдельный класс, а относятся к 3-му классу высших грибов. 50% высших грибов — аскомицеты. Дрожжи — одноклеточные грибы. Размеры — 1-10 мкм, средние — 5-7 мкм. По своей морфологии они разнообразны: они могут приобретать различную форму (овальную, цилиндрическую, серповидную). Могут образовывать ложный мицелий.

1. Морфология определяется типом вегетативного размножения:

1.1 Почкование. Возникают круглые, яйцевидные или овальные клетки. При множественном почковании, когда клетка закладывается на нескольких участках клетки, может образовываться звездчатая форма. В результате почкования без отрыва почки от материнского организма и продолжение почкования приводит к возникновению ложного мицелия (род Candida).

1.2 Почкующееся деление. Почка закладывает у основания клетки в результате чего может образовываться грушевидная (почка с одной стороны) или веретеновидная (почка с двух сторон).

1.3 Деление. Обычное деление бывает редко, при этом процессе 1 материнская клетка дает 2.

2. Бесполое размножение. Осуществляется при помощи специальных клеток и спор — баллистоспор, эндоспор. Баллистоспора образуется на специальном выросте — стеригме, после чего отбрасывается на расстояние. Эндоспоры закладываются внутри материнской клетки (2-10 в 1 клетке).

3. Половое размножение. Могут осуществлять в гаплоидной и диплоидной фазе. Большинство дрожжей диплоидны. Для каждых существует тип развития.