Микробиология изучает строение, жизнедеятельность, условия жизни и развития мельчайших организмов, называемых микробами, или микроорганизмами.
«Невидимые, они постоянно сопровождают человека, вторгаясь в его жизнь то как друзья, то как враги», — сказал академик В. Л. Омельянский. Действительно, микробы есть везде: в воздухе, в воде и в почве, в организме человека и животных. Они могут быть полезны, и их используют в производстве многих пищевых продуктов. Они могут быть вредны, вызывать заболевания людей, порчу продуктов и др.
Микробы были открыты голландцем А. Левенгуком (1632-1723) в конце XVII в., когда он изготовил первые линзы, дававшие увеличение в 200 и более раз. Увиденный микромир поразил его, Левенгук описал и зарисовал микроорганизмы, обнаруженные им на различных объектах. Он положил начало описательному характеру новой науки. Открытия Луи Пастера (1822-1895) доказали, что микроорганизмы отличаются не только формой и строением, но и особенностями жизнедеятельности. Пастер установил, что дрожжи вызывают спиртовое брожение, а некоторые микробы способны вызывать заразные болезни людей и животных. Пастер вошел в историю как изобретатель метода вакцинации против бешенства и сибирской язвы. Всемирно известен вклад в микробиологию Р. Коха (1843-1910) — открыл возбудителей туберкулеза и холеры, И. И. Мечникова (1845-1916) — разработал фагоцитарную теорию иммунитета, основоположника вирусологии Д. И. Ивановского (1864-1920), Н. Ф. Гамалея (1859-1940) и многих других ученых.
Классификация и морфология микроорганизмов
Микробы - это мельчайшие, преимущественно одноклеточные живые организмы, видимые только в микроскоп. Размер микроорганизмов измеряется в микрометрах — мкм (1/1000 мм) и нанометрах — нм (1/1000 мкм).
Микробы характеризуются огромным разнообразием видов, отличающихся строением, свойствами, способностью существовать в различных условиях среды. Они могут быть одноклеточными, многоклеточными и неклеточными.
Микробы подразделяют на бактерии, вирусы и фаги, грибы, дрожжи. Отдельно выделяют разновидности бактерий — риккетсии, микоплазмы, особую группу составляют простейшие (протозои).
Бактерии
Бактерии — преимущественно одноклеточные микроорганизмы размером от десятых долей микрометра, например микоплазмы, до нескольких микрометров, а у спирохет — до 500 мкм.
Различают три основные формы бактерий — шаровидные (кокки), палочковидные (бациллы и др.), извитые (вибрионы, спирохеты, спириллы) (рис. 1).
Шаровидные бактерии (кокки) имеют обычно форму шара, но могут быть немного овальной или бобовидной формы. Кокки могут располагаться поодиночке (микрококки); попарно (диплококки); в виде цепочек (стрептококки) или виноградных гроздьев (стафилококки), пакетом (сарцины). Стрептококки могут вызывать ангину и рожистое воспаление, стафилококки — различные воспалительные и гнойные процессы.
Рис. 1. Формы бактерий: 1 — микрококки; 2 — стрептококки; 3 — сардины; 4 — палочки без спор; 5 — палочки со спорами (бациллы); 6 — вибрионы; 7- спирохеты; 8 — спириллы (с жгутиками); стафилококки
Палочковидные бактерии самые распространенные. Палочки могут быть одиночными, соединяться попарно (диплобактерии) или в цепочки (стрептобактерии). К палочковидным относятся кишечная палочка, возбудители сальмонеллеза, дизентерии, брюшного тифа, туберкулеза и др. Некоторые палочковидные бактерии обладают способностью при неблагоприятных условиях образовывать споры. Спорообразующие палочки называют бациллами. Бациллы, напоминающие по форме веретено, называют клостридиями.
Спорообразование представляет собой сложный процесс. Споры существенно отличаются от обычной бактериальной клетки. Они имеют плотную оболочку и очень малое количество воды, им не требуются питательные вещества, а размножение полностью прекращается. Споры способны длительно выдерживать высушивание, высокие и низкие температуры и могут находиться в жизнеспособном состоянии десятки и сотни лет (споры сибирской язвы, ботулизма, столбняка и др.). Попав в благоприятную среду, споры прорастают, т. е. превращаются в обычную вегетативную размножающуюся форму.
Извитые бактерии могут быть в виде запятой — вибрионы, с несколькими завитками — спириллы, в виде тонкой извитой палочки — спирохеты. К вибрионам относится возбудитель холеры, а возбудитель сифилиса — спирохета.
Бактериальная клетка имеет клеточную стенку (оболочку), часто покрытую слизью. Нередко слизь образует капсулу. Содержимое клетки (цитоплазму) отделяет от оболочки клеточная мембрана. Цитоплазма представляет собой прозрачную белковую массу, находящуюся в коллоидном состоянии. В цитоплазме находятся рибосомы, ядерный аппарат с молекулами ДНК, различные включения запасных питательных веществ (гликогена, жира и др.).
Микоплазмы - бактерии, лишенные клеточной стенки, нуждающиеся для своего развития в ростовых факторах, содержащихся в дрожжах.
Некоторые бактерии могут двигаться. Движение осуществляется с помощью жгутиков — тонких нитей разной длины, совершающих вращательные движения. Жгутики могут быть в виде одиночной длинной нити или в виде пучка, могут располагаться по всей поверхности бактерии. Жгутики есть у многих палочковидных бактерий и почти у всех изогнутых бактерий. Шаровидные бактерии, как правило, не имеют жгутиков, они неподвижны.
Размножаются бактерии делением на две части. Скорость деления может быть очень высокой (каждые 15-20 мин), при этом количество бактерий быстро возрастает. Такое быстрое деление наблюдается на пищевых продуктах и других субстратах, богатых питательными веществами.
Вирусы
Вирусы — особая группа микроорганизмов, не имеющих клеточного строения. Размеры вирусов измеряются нанометрами (8-150 нм), поэтому их можно увидеть только с помощью электронного микроскопа. Некоторые вирусы состоят только из белка и одной из нуклеиновых кислот (ДНК или РНК).
Вирусы вызывают такие распространенные болезни человека, как грипп, вирусный гепатит, корь, а также болезни животных — ящур, чуму животных и многие другие.
Вирусы бактерий называют бактериофагами , вирусы грибов - микофагами и т. п. Бактериофаги встречаются повсюду, где есть микроорганизмы. Фаги вызывают гибель микробной клетки и могут использоваться для лечения и профилактики некоторых инфекционных заболеваний.
Грибы являются особыми растительными организмами, которые не имеют хлорофилла и не синтезируют органические вещества, а нуждаются в готовых органических веществах. Поэтому грибы развиваются на различных субстратах, содержащих питательные вещества. Некоторые грибы способны вызывать болезни растений (рак и фитофтора картофеля и др.), насекомых, животных и человека.
Клетки грибов отличаются от бактериальных наличием ядер и вакуолей и похожи на растительные клетки. Чаще всего они имеют форму длинных и ветвящихся или переплетающихся нитей - гифов. Из гифов образуется мицелий, или грибница. Мицелий может состоять из клеток с одним или несколькими ядрами или быть неклеточным, представляя собой одну гигантскую многоядерную клетку. На мицелии развиваются плодовые тела. Тело некоторых грибов может состоять из одиночных клеток, без образования мицелия (дрожжи и др.).
Грибы могут размножаться разными путями, в том числе вегетативным путем в результате деления гиф. Большинство грибов размножаются бесполым и половым путями при помощи образования специальных клеток размножения - спор. Споры, как правило, способны длительно сохраняться во внешней среде. Созревшие споры могут переноситься на значительные расстояния. Попадая в питательную среду, споры быстро развиваются в гифы.
Обширную группу грибов представляют плесневые грибы (рис. 2). Широко распространенные в природе, они могут расти на пищевых продуктах, образуя хорошо видные налеты разной окраски. Причиной порчи продуктов часто являются мукоровые грибы, образующие пушистую белую или серую массу. Мукоровый гриб ризопус вызывает «мягкую гниль» овощей и ягод, а гриб ботритис покрывает налетом и размягчает яблоки, груши и ягоды. Возбудителями плесневения продуктов могут быть грибы из рода пениииллиум.
Отдельные виды грибов способны не только приводить к порче продуктов, но и вырабатывать токсические для человека вещества — микотоксины. К ним относятся некоторые виды грибов рода аспергиллус, рода фузариум и др.
Полезные свойства отдельных видов грибов используют в пищевой и фармацевтической промышленности и других производствах. Например, грибы рода пениииллиум применяются для получения антибиотика пенициллина и в производстве сыров (рокфора и камамбера), грибы рода аспергиллус — в производстве лимонной кислоты и многих ферментных препаратов.
Актиномицеты — микроорганизмы, имеющие признаки и бактерий, и грибов. По строению и биохимическим свойствам актиномицеты аналогичны бактериям, а по характеру размножения, способности образовывать гифы и мицелий похожи на грибы.
Рис. 2. Виды плесневых грибов: 1 — пениииллиум; 2- аспергиллус; 3 — мукор.
Дрожжи
Дрожжи — одноклеточные неподвижные микроорганизмы размером не более 10-15 мкм. Форма клетки дрожжей бывает чаще круглой или овальной, реже палочковидной, серповидной или похожей на лимон. Клетки дрожжей своим строением похожи на грибы, они также имеют ядро и вакуоли. Размножение дрожжей происходит почкованием, делением или спорами.
Дрожжи широко распространены в природе, их можно обнаружить в почве и на растениях, на пищевых продуктах и различных отходах производства, содержащих сахара. Развитие дрожжей в пищевых продуктах может приводить к их порче, вызывая брожение или закисание. Некоторые виды дрожжей обладают способностью превращать сахар в этиловый спирт и углекислый газ. Этот процесс называется спиртовым брожением и широко используется в пищевой промышленности и виноделии.
Некоторые виды дрожжей кандида вызывают заболевание человека — кандидоз.
Савенко Екатерина
Консультация «Что такое микробы?»
Микробы .
Знания о микробах кажутся нам необходимыми только в школьном возрасте, на уроках биологии. Однако для детей дошкольного возраста эта информация не менее важна. Часто ребята пренебрегают чисткой зубов, мытьем рук, а ведь эти правила гигиены чрезвычайно важны для здоровья. Перед тем, как рассказывать что-либо детям, давайте вспомним, что такое микробы .
Как рассказать ребёнку о микробах ?
Это маленькие существа : увидеть их невооруженным глазом невозможно. Исследуют окружающие предметы на наличие на них микробов под микроскопом . Микробы живут везде . Передвигаются они с помощью жгутиков или хвостиков, а в воде они подпрыгивают, как мячики. Животные и люди также являются переносчиками микробов : на руках, немытых овощах и фруктах, шерсти.
Уже в 4 года дети понимают, что такое микроб . Если у вас есть энциклопедия с иллюстрациями, на которых изображены простейшие микроорганизмы , необходимо показать их малышу. Расскажите, что это самые маленькие живые существа, настолько маленькие, что на кончике иглы помещается столько микробов , сколько иголок на новогодней ёлке. Видны микробы только под микроскопом . По ходу такого действия , расскажите ребёнку о других оптических приборах : линзы, очки, лупы.
Микробы бывают добрыми и злыми. Из-за добрых микробов молоко превращается в кефир или йогурт. Такие бактерии живут в кишечнике и желудке, помогая переваривать пищу.
Но злые микробы размножаются очень быстро. Объяснить, как размножаются микробы , можно с помощью пластилина : возьмите небольшое количество, скатайте его в шарик. Теперь разделите его на 2 маленьких шарика : это уже 2 микроба . Увеличьте их по размеру (микробы покушали и выросли ) . Опять разделите их пополам : уже получилось 4 микроба и т . д.
Микробы съедают почти всё - даже краску. И, конечно, злые микробы питаются самим человеком. Если злых микробов в организме мало , то человек может их победить. Если много – начинает болеть.
Передвигаются микробы при помощи усиков , которыми цепляются за любой предмет. Больше всего микробов в грязи . Теперь ребёнок сам может сделать выводы, почему перед едой надо мыть руки или яблоко, поднятое с земли.
Даже если сначала в организм попало мало микробов , но если человек замёрз ест много сладкого (это самая любимая еда злых микробов , живущие во рту, не пьёт лекарства, не хочет делать укол, то они быстро размножаются, их становится много, тогда человек начинает болеть.
Болит тот орган, в котором больше всего микробов .
Подышите с ребёнком на зеркало – оно запотеет. Оказывается, при дыхании выделяются капельки воды. Если человек болеет, то на этих капельках перемещаются микробы , которые могут попасть на руки или в рот другого человека, и он тоже заболеет. Подышите на зеркало через марлевую повязку, зеркало не запотеет. Теперь пусть малыш сам догадается, почему люди носят марлевые повязки, и зачем нужен карантин.
Когда организм начинает болеть, у нас поднимается температура. Так организм пытается победить болезнь, ведь большинство микробов погибает при высокой температуре.
Нужно носить шапки зимой, не бегать раздетым по улице, не гулять в мокрой одежде, так как наше тело начинает мёрзнуть и тратит много сил, чтобы само себя согреть. Пока оно греется, оно меньше борется с микробами , и им легче размножаться.
Почему нужно делать прививки? В прививке содержится небольшое количество микробов , и организм учится бороться с ними. Теперь ему не страшны болезни : организм знает, как с ними бороться.
Задайте ребёнку такие вопросы :
Почему мы болеем? (Потому что в нашем организме много злых микробов ) .
Когда мы выздоравливаем? (Когда человек победил злых микробов ) .
Вот, оказывается, почему надо соблюдать правила личной гигиены. Оказывается, в нашем мире только 10 % «добрых» для человека бактерий и 10 % - «злых» . Остальные бактерии в зависимости от того, какие микробы их окружают , могут выбирать свой путь.
Публикации по теме:
Беседа с детьми подготовительной группы «Что такое микробы?» Цель: дать детям представления и микроорганизмах. Задачи:1) познакомить детей со свойствами микроорганизмов (рост,размножение,питание);.
Конспект НОД по социально-коммуникативному и речевому развитию в старшей группе «Что такое хорошо и что такое плохо» Тема: «Что такое хорошо и что такое плохо» Образовательная область: Социально-коммуникативное развитие Интеграция образовательных областей:.
Конспект НОД по нравственно-эстетическому развитию в старшей группе «Что такое хорошо и что такое плохо?» Тема «Что такое хорошо и что такое плохо?» Цель: Формировать умения детей решать нравственные ситуации. Задачи: 1. Развивать речь, фантазию.
Конспект ООД по речевому развитию «Что такое хорошо, и что такое плохо» для детей 5–6 лет Конспект организованной образовательной деятельности «Что такое хорошо, и что такое плохо» для детей 5-6 лет Образовательная область: речевое.
Конспект по коммуникации в смешанной ранней группе «Что такое хорошо и что такое плохо?» Муниципальное автономное дошкольное образовательное учреждение детский сад № 3 Конспект по коммуникации в смешанной ранней группе на тему.
Микробы - крошечные организмы, которые различимы только под микроскопом. Они проживают в воздухе, почве, воде и организме человека. Как и люди, некоторые микробы нуждаются в кислороде, чтобы жить, а другие не могут сосуществовать с ним.
Одни вызывают болезни, потому называются патогенными, другие - создают микрофлору на участках человеческого тела. Различают следующие виды микробов:
1. Бактерии состоят только из одной клетки, имеют форму шаров, стержней или спиралей. Аэробным бактериям необходим кислород, а анаэробным бактериям нет. Некоторые из них могут адаптироваться к новым условиям, научившись выживать и без кислорода. Только 1% всех существующих на планете бактерий вызывает болезни у человека.
Например, лактобактерии из кишечника помогают переваривать пищу, уничтожают болезнетворные микробы, бороться с раком, дают организму необходимые витамины. Некоторые бактерии вырабатывают токсины, вызывающие симптомы болезней.
2. Вирусы не являются клетками. Они состоят из одной или нескольких молекул ДНК или РНК, содержат гены вирусов, окруженные белковой оболочкой. Большинство вирусов действительно вызывает болезни, потому что они нарушают жизнь клеток, размножаются, подчиняя клеточный механизм, поражают органы и системы.
Многие вирусные инфекции не приводят к болезням. Например, цитомегаловирус не всегда вызывает симптомы, а ВИЧ, поражая клетки иммунитета, приводит к смерти человека от различных болезней.
3. Грибок - примитивный организм. Только половина всех видов грибков вызывает болезни или микозы. Они влияют на кожу, ногти, волосы, внутренние органы и нервную систему.
Однако существуют микробы, появление которых на определенных участках тела говорит о здоровье:
Внешнее ухо - Aspergillus (грибок)
Кожа - Сandida (грибок)
Тонкий кишечник - Clostridium
Кишечник - Кишечная палочка
Влагалище - Гарденнелла влагалищная
Желудок - Лактобацилла
Мочеиспускательный канал - Микобактерия
Нос - Золотистый стафилококк
Глаза - Staphylococcus epidermidis
Рот - Streptococcus salivarius
Толстая кишка - Trichomonas hominis
Однако они не нарушают здоровье лишь в том случае, если их количество сбалансировано на фоне здоровых микроорганизмов.
Именно инфекции приводят к гибели миллионов людей во всем мире, поскольку передаются многими путями:
Воздушно-капельным путем при кашле и чихании от человека к человеку - так распространяется простуда, грипп, а также туберкулез;
- через слюну распространяются микробы, которые влияют на воспаление десен;
- во время полового акта можно заразиться ВИЧ, вирусом простого герпеса 1, гонореей и другими инфекциями;
- во время касания зараженных материалов, особенно при уходе за больными людьми - так передается ротавирусная инфекция и лямблии;
- касаясь поручней в транспорте или пожимая руку больному человеку, можно подхватить вирус простуды, чесотку, контагиозный моллюск;
- через пищу и воду передаются бактерии брюшного тифа и холеры;
- контакт с домашними животными повышает риск заражения: через укусы передается бешенство и Pasteurella, грозящая заражением крови и менингитом. Животные прямым или косвенным путем могут передать человеку: бабезиоз, бруцеллез, болезнь кошачьих царапин, криптоспоридиоз, фасциолез, лямбиоз, гистоплазмоз, листериоз, пситаккоз, бешенство, сальмонеллез, токсокароз, токсоплазмоз, трихинеллез;
- через укусы комаров передается малярия, а клещей - энценфалит;
- через укусы грызунов, которые являются носителями Yersinia Pestis, угрожающих людям чумой;
- вместе с плохо обработанной пищей в организм человека попадает кишечная палочка;
- в общественных водоемах можно заразиться бактериями Cryptosporidia, Giardia и сальмонеллами;
Микробы могут передаваться человеку от матери еще во время беременности или во время родов, а также при грудном вскармливании. Приобретенный иммунитет к определенным инфекциям появляется еще до рождения. Искусственный иммунитет человек приобретает с помощью вакцинации. Даже унаследованные гены влияют на то, как организм реагирует на определенные микробы.