Федеральное государственное образовательное  учреждение высшего профессионального  образования

Якутская  государственная сельскохозяйственная академия

Агротехнологический факультет

Кафедра Микробиологии

Контрольная работа

 

По предмету: Микробиология

 специальность 110305.65 "Технология производства и переработки сельскохозяйственной продукции"  

                                                          Выполнил студент 3 курса

                                                         специальность 110305.65

                                      Сергеева Г.В.

                                

                               Проверила: Бурцева И.А 
 
 
 
 

Якутск  – 2011 г. 
 

План  работы 

1. Значение  микробиологии в свете решений  партии и правительства в дальнейшем подъеме сельского хозяйства  в СССР.
2. Микроплазмы как представители микромира
3. Влияние химических факторов внешней среды на развитие микроорганизмов.
4. Химическая природа, сущность действия и классификация ферментов микроорганизмов.
5. Мутации и мутагенные факторы

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Значение  микробиологии в  свете решений  партии и правительства  в дальнейшем подъеме  сельского хозяйства  в СССР.

   Как общая Микробиология, так и её специальные разделы развиваются исключительно бурно. Существуют три основных причины такого развития. Во-первых, благодаря успехам физики, химии и техники Микробиология получила большое число новых методов исследования. Во-вторых, начиная с 40-х гг. 20 в. резко возросло практическое применение микроорганизмов. В-третьих, микроорганизмы стали использовать для решения важнейших биологических проблем, таких, как наследственность и изменчивость, биосинтез органических соединений, регуляция обмена веществ и др. Успешное развитие современной микробиологии невозможно без гармонического сочетания исследований, проводимых на популяционном, клеточном, органоидном и молекулярном уровнях. Для получения бесклеточных ферментных систем и фракций, содержащих определённые внутриклеточные структуры, применяют аппараты, разрушающие клетки микроорганизмов, а также градиентное центрифугирование, позволяющее получать частицы клеток, обладающие различной массой. Для исследования морфологии и цитологии микроорганизмов разработаны новые виды микроскопической техники. В СССР был изобретён метод капиллярной микроскопии, позволивший открыть новый, ранее не доступный для наблюдения мир микроорганизмов, обладающих своеобразной морфологией и физиологией.

     Для изучения обмена веществ и химического  состава микроорганизмов получили распространение различные способы  хроматографии, масс-спектрометрия, метод  изотопных индикаторов, электрофорез и др. физические и физико-химические методы. Для обнаружения органических соединений применяют также чистые препараты ферментов. Предложены новые  способы выделения и химической очистки продуктов жизнедеятельности  микроорганизмов (адсорбция и хроматография  на ионообменных смолах, а также иммунохимические методы, основанные на специфической адсорбции определённого продукта, например фермента, антителами животного, образовавшимися у него после введения этого вещества). Сочетание цитологических и биохимических методов исследования привело к возникновению функциональной морфологии микроорганизмов. С помощью электронного микроскопа стало возможным изучение тонких особенностей строения цитоплазматических мембран и рибосом, их состава и функций (например, роль цитоплазматических мембран в процессах транспорта различных веществ или участие рибосом в биосинтезе белка).

     Лаборатории обогатились ферментёрами различной ёмкости и конструкции. Широкое распространение получило непрерывное культивирование микроорганизмов, основанное на постоянном притоке свежей питательной среды и оттоке жидкой культуры. Установлено, что наряду с размножением клеток (ростом культуры) происходит развитие культуры, т. е. возрастные изменения у клеток, составляющих культуру, сопровождающиеся изменением их физиологии (молодые клетки, даже интенсивно размножаясь, не способны синтезировать многие продукты жизнедеятельности, например ацетон, бутанол, антибиотики, образуемые более старыми культурами). Современные методы изучения физиологии и биохимии микроорганизмов дали возможность расшифровать особенности их энергетического обмена, пути биосинтеза аминокислот, многих белков, антибиотиков, некоторых липидов, гормонов и др. соединений, а также установить принципы регуляции обмена веществ у микроорганизмов. 
 
 
 

2. Микроплазмы как представители микромира.

   Микроплазмы – полиморфные микроорганизмы, проходят через мелкопористые фильтры, спор не образуют, грамотрицательные, неподвижные.Растут на средах не содержащих клеток живых тканей. Размножаются путем деления. Среди микоплазм имеются как сапрофиты так и паразиты вызывающие болезни у человека, животных и растений. Полиморфизм у микоплазм обуславливается отсутствием истинной клеточной стенки вместо которой имеется трехслойная липопоротеиновая мембрана.

   Микоплазмы отличаются от остальных бактерий отсутствием жёсткой клеточной стенки (в результате чего от внешней среды их отделяет лишь цитоплазматическая мембрана) и ярко выраженным полиморфизмом. От вирусов микоплазмы отличаются способностью расти на бесклеточных средах и способностью метаболизировать ряд субстратов. Так, для роста микоплазме необходимы стеролы, например, холестерин. Микоплазмы содержат одновременно ДНК и РНК, а также чувствительны к некоторым антибиотикам.

   В культуре одного вида можно выделить крупные и мелкие шаровидные, эллипсообразные, дисковидные, палочковидные и нитевидные, в том числе ветвящиеся (из-за этого все микоплазмы одно время причислялись к актиномицетам), клетки. Описаны и разные способы размножения: фрагментация, бинарное деление, почкование. При делении полученные клетки не равноценны по размеру, часто одна из них даже нежизнеспособна. К микоплазмам относятся формы с самыми мелкими из известных клеточных микроорганизмов размерами, в том числе меньше теоретического предела самостоятельного воспроизводства на питательной среде (этот предел для сферических клеток составляет 0,15—0,20 мкм а для нитевидных — 13 мкм в длину при 20 нм в диаметре).

   В клетках содержатся две нуклеиновые  кислоты (РНК и ДНК), рибосомы и  другие компоненты. Растут на плотной  питательной среде с добавлением 10-20% лошадиной сыворотки. Колонии  мелкие, имеют возвышение в центре и по форме напоминают яичницу  – глазунью. Типичным представителем микоплазм, патогенных для животных возбудитель пневмании крупного рогатого скота. Болезнь была известна еще Л.Пастеру, а Э Нокар и Э.Ру  предложили вакцину приготовленную из культуры возбудителя. Ими было установлено, что возбудитель плвропневмании проходит через бактериальные фильтры. 

3. Влияние химических факторов внешней среды  на развитие микроорганизмов.

     Способность ряда химических веществ подавлять  жизнедеятельность микроорганизмов  зависит от концентрации химических веществ и времени контакта с микробом. Дезинфектанты и антисептики дают неспецифический микробицидный эффект. Бактерицидным действием обладают химические вещества различных групп: кислоты, щелочи, спирты, поверхностно-активные вещества, фенолы и их производные, соли тяжелых металлов, окислители, группа формальдегида, газообразные вещества и др. Большое разнообразие природы и химической структуры указанных веществ обусловливает и различные механизмы их бактерицидного действия на микробную клетку.

     Бактерицидное действие кислот зависит от их электролитической  диссоциации, то есть концентрации Н-ионов  в растворах и их окисляющего  действия. Чувствительность к кислотам различна у разных микроорганизмов. Так, показано, что если оптимальная  концентрация Н-ионов для CI. botulinum соответствует 7,6, то при доведении рН до 4,6 наступает гибель этих бактерий. Самое низкое значение рН, при которой еще наблюдался рост, — это 4,8; при рН 4,7 могут прорастать только споры, а при рН 4,6 наступает прекращение роста вообще.

     Бактерицидная активность едких щелочей зависит  от степени диссоциации и концентрации ОН-ионов. Наибольшей бактерицидной силой обладает КОН, затем следуют NaOH и другие щелочи. Так же как и в отношении кислот, бактерии обладают определенной щелочной устойчивостью.

     Спирты. При разведении спирт приобретает бактерицидные свойства, причем наибольшей бактерицидностью обладает 70 %-ный спирт. Более высокие концентрации свертывают белок, который выпадает на поверхности бактерий и уменьшает проникновение спирта в глубь клетки. Бактерицидность спиртов увеличивается с возрастанием молекулярной массы в ряду: метиловый — этиловый — пропиловый — бутиловый — амиловый и т.д.

     Поверхностно-активные вещества — это жирные кислоты, мыла, детергенты. Все они изменяют энергетические соотношения на поверхности раздела, устремляются к поверхности раздела  клетки и повреждают клеточную оболочку, не затрагивая внутренних структур клетки.

     Красители. К красителям с бактерицидными свойствами относят бриллиантовый зеленый, этакридин, флавакридин и др. В основе их действия лежит выраженное сродство с фосфорнокислыми группами нук-леопротеидов.

     Фенолы  и их производные первоначально  повреждают клеточную стенку, а затем  и белки бактериальной клетки.

     Соли  тяжелых металлов (свинец, медь, цинк, серебро, ртуть) и их соли оказывают  коагулирующее влияние на цитоплазму либо на ферментные системы, связывая их сульфгидрильные группы.

     Окислители  — хлор, йод, марганцовокислый калий, перекись водорода и др., окисляют существенные компоненты цитоплазмы (сульфгидрильные  группы активных белков, фенольные, тиоэтильные, индольные, аминные).

     Формальдегид  также денатурирует белки, он убивает  как вегетативные формы, так и  споры. Его применяют для обезвреживания дифтерийного и столбнячного токсинов, благодаря чему они превращаются в анатоксины.

     Химические  вещества (хлор, формальдегид, щелочи, кислоты, фенол и др.) используются в практике в качестве дезинфицирующих  веществ. Дезинфекция заключается  в уничтожении патогенных микробов. К ней обычно прибегают для  обеззараживания помещений, скотных  дворов, территории.

     Химиотерапевтические  средства проявляют избирательное  противомикробное действие.

     По  механизму действия противомикробные вещества разделяются на:

     а) деполимеризующие пептидогликан клеточной стенки,

     б) повышающие проницаемость клеточной  мембраны,

     в) блокирующие те или иные биохимические  реакции,

     г) денатурирующие ферменты,

     д) окисляющие метаболиты и ферменты микроорганизмов,

     е) растворяющие липопротеиновые структуры,

     ж) повреждающие генетический аппарат  или блокирующие его функции.

     У микроорганизмов химической деструкции, прежде всего, подвергаются белки и липиды цитоплазматической мембраны, белковые молекулы жгутиков, фимбрий, секс-пили, порины клеточной стенки грамположительных бактерий, связывающие белки периплазмы, протеиновые капсулы, экзотоксины, ферменты-токсины и ферменты питания. Деструкция гетерогенных полимеров (белки, полиэфиры и др.) происходит как при действии окислителей, так и при действии гидролизующих и детергентных антисептиков (кислоты, щелочи, соли двух- и поливалентных металлов и др.).