"Микробиология негіздері" пәнінен лекциялар жинағы

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ

 

ШЫМКЕНТ ӘЛЕУМЕТТІК – ПЕДАГОГИКАЛЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ

 

«Гуманитарлық - педагогикалық» факультеті

 

«Биология және дене шынықтыру» кафедрасы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

«Микробиология негіздері» пәнінен лекциялар жинағы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Шымкент, 2011ж.

ЛЕКЦИЯЛЫҚ КЕШЕН

 

Лекция № 1

Тақырыбы: Микробиология пәніне кіріспе.

 

Сабақтың мақсаты: Микробиология пәнінің мақсаты мен міндеттерін, негізгі микробиологиялық және микроскопиялық зерттеу әдістерін, қазіргі таңде микробиология ғылымының Қазақстанда даму перспективаларын түсіндіру.

Түйін сөздер: микробиология, микробиологиялық, микроскопиялық, серологиялық зерттеу әдістері.

Жоспар:

1. Микробиология және  вирусология пәні, оның зерттеу  әдістері мен міндеттері.

2. Микробиологияның даму тарихы. Микробиологияның  Қазақстанда дамуы.

3. Микроорганизмдерді  зерттеудегі микроскопиялық әдістер.

 

Микробиология ( грек тілінен аударғанда micros – кішкентай, bios – тіршілік, logos - ілім)  – жай көзге көрінбейтін, ұсақ тірі ағзаларды, олардың құрылысы мен биологиялық, биохимиялық қасиеттерін және табиғатта жүріп жатқан процестердегі ролін, адам тұрмысындағы пайдасы мен зиянын жан-жақты зерттейтін ғылым. Микробиологияның мақсаты – микроорганизмдердің физиологиясын, генетикасын, экологиясын және биохимиясын зерттеу. Микроорганизмдерге әртүрлі бактериялар, актиномицеттер, саңырауқұлақтар, балдырлар және қарапайымдылар жатады. Микроб әлемінің ауқымдылығы соншалықты, онда көптеген және әртүрлі пайдылы және жарамсыз микроскопиялық организмдер кездеседі. Олар табиғатта, өндірістің әртүрлі саласында, ауыл шаруашылығында, адам өмірінде, жануарлар ағзасында және т.б. жағдайларда үлкен роль атқарады. Микроорганизмдердің бір түрлері табиғаттағы зат және энергия айналымының негізі болып саналады. Микроорганизмдердің көптеген түрлері эволюция барысында тірі организмдерге бейімделіп, паразиттік қасиетке ие болған. Паразиттер – жануарлардағы, өсімдіктердегі және адамдардағы әр түрлі инфекциялық аурулардың қоздырғыштары болып саналады.

Микробиология бөлімдері. Халық шаруашылығының түрлі қажеттері мен мақсаттарына сәйкес бұл ғылым: жалпы микробиология, техникалық немесе өндірістік микробиология, тағамдық микробиология, ауылшаруашылық микробиология, геологиялық микробиология, санитариялық микробиология, медициналық микробиология, эпидеминология, мал дәрігерлік миробиология және вирусология сияқты түрлі ғылым салаларына бөлінеді.

Микробиологиялық  зерттеу әдістері:

Микроскопиялық – микроағзалардан түрлі препараттар дайындап, бактерия жасушасының өлшемін, жасуша пішінін, олардың қозғалғыштығын жарық және электрондық микроскоптар көмегімен зерттеу.

Бактериологиялық – жаснды және табиғи қоректік орталарда микроағзаларды өсіру, олардың таза культураларын бөліп алу, микроағзалардың өсуін, олардың биохимиялық, физиологиялық және т.б. дақылдық қасиеттерін зерттеу.

Биологиялық – белгілі ауру қоздырғыштарын бөліп алу үшін жануарларды індетті нысандармен залалдау, індетті нысандардың вируленттілігін және уытты заттардың болуын зерттеу.

Серологиялық – иммундық антиденелер реакциялары көмегімен диагноз қою.

Аллергиялық – ағзаға енгізілген аллерген көмегімен ағзаның жоғарғы сезімталдылығының жағдайын анықтау.

Микробиология ғылымы дамуының негізгі кезеңдері:

1. Эмпирикалық білімдердің қалыптасу кезеңі ( микроскопты ойлап тапқанға дейінгі кезең).

2. Морфологиялық кезең. М и к р о о р г а н и з м д е р д і ң  а ш ы л у ы.

3. Физиологиялық кезең ( 1875ж. басталады)-  Л.Пастера мен Р.Кох дәуірі.

4. Иммунологиялық кезең - иммунология ілімі қалыптасты.  Соңынан, туа

5. Микробиология ғылымының негізігі кезеңдерінің бірі – антибиотиктердің ашылуы. 

6. Қазіргі  таңдағы микробиология, яғни микробиология ғылымы дамуының молекулалы-генетикалық кезеңі.

       Қазақстандағы микробиологияның даму тарихы.

Қазақстанда миробиологияның дамуы ұлы отан соғысы кезінде және одан кейінгі жылдары дами бастады. Алғашқыда 1946 жылы Қазақ ССР Ғ.А. Президиумында микробиология секторы құрылды, оның құрамында 3 лаборатория болды. Олар: техникалық, ауылшаруашылық микробиологиясы және антибиотиктер. Қазақстандағы микробиологияның негізін қалаған ғалым Ғ.А. ҚазССР мүше-корреспонденті Д. Л. Шамис болды. Соғыс аяқталған жылдары ҚазССР Ғ.А. топырақтану институтында көрнекті топырақтанушы микробиолог Д. М. Новогрудский жұмыс істеді.

1956 жылы сәуір  айында вирусалогия лабораториясы патология микробиология секторы бойынша республикада бірінші рет академиялық ғылыми мекеме жалпы және тұрмыстық, ауылшаруашылық микробиологиясы – Қазақ ССР Ғылым Академиясының микробиология және вирусология Институты құрылды.

Қазақстанда микробиологияның физилогиялық бағыты Ғ.А. Қаз ССР Д. Л. Шамис басшылығында болды. Қазақстанда микробиология негізінен мал азықтық сүрлем шөп даярлаудың жолдарын қарастырды. Қиын жағдайда сүрлем жасалынатын өсімдіктерге өте күшті микроорганизмдермен гидролитикалық ферменттермен (амилаза, целлюлоза) полисахаридтер арқылы қант концентрациясын ұлғайтуды көздеді. С:N сүрлемдегі ерітіндіде мол мөлшерде болуын қамтамасыз етеді. Академик Шамис Д. Л. пен П. И. Соколов сүрлемдеуге бұршақ тұқымдастарды пайдалану жолдарын тапты. Ол сүрлем малдың сүтін молайтуға ықпал етеді. 

НАН ҚР профессорлары  М. Х. Шиғаева мен Н. Б. Ахматулина химиялық мутагендер туралы, олардың  генетикалық микрооганизмдер мен  вирустардың жалпы биологиядағы маңызы жайлы зерттеулер жүргізді. Олар өздерінің жұмыстарында мутагеннің систематикасын мутагеннің химиялық құрылымы мен генетикалық активтілігі тұрғысына сүйенеді. Химиялық мутагендер органикалық, бейорганикалық және биогендік табиғатына қарай кластар мен класс тармақтарына жіктелді.

НАН ҚР микробиология және вирусалогия Институтының қызметкерлерімен өсімдіктерді зиянкестерден қорғау жолдарында микроорганизмдердің жаңа принциптері табылды (Төлемисов, Мамонов). Өсімдіктердің өсуіне кедергі келтіретін микроорганиздермен күресу жолдарын тапты.

Микроорганизмдер  экологиясы. Мироорганизмдер экологиясына микроорганизмдердің табиғаттағы өніп-өсу процесі жатады (суда, топырақта, тау жыныстарында). Және микроорганиздердің қоршаған ортаны ластанудан қорғауы да жатады. Су қоймаларындағы микроорганизмдердің өніп-өсуі мен көбею жолдарын ғалымдар зерттеді. Зерттеу жұмыстары Балқаш көлі, Арал мен Каспий теңіздерінде, Өскемен, Бұқтырма, Қапшағай, Шардара суқоймаларында жүргізілді. Арал теңізіндегі көп жылдық зерттеулер нәтижесі көрсеткендей Арал суының тартылуы тұз басу мен микроорганизмдердің санының азаюы деп көрсетеді.

Қазақстандағы топырақ микроорганизмдерінің зерттеулері 40 жылдың аяғында ҚазССР Ғ. А. топырақтану  Институтында әйгілі микробиолог Д. М. Новогрудскийдің басшылығымен жүргізілді. Және де ары қарай республикадағы топырақ микробиологиясы үлкен үлес қосқан А. Н. Илялетдинов, Ш. А. Чулаков, З. Ф. Теплякова, Ш. З. Мамилов, Д. К. Карагуйшиева. Топырақтың таксономиялық жағдайына қарай вертикалдық табиғат зоналарының бағытымен тың және тыңайған жерлерді игеруге байқалды. Микробиологтардың айтуы бойынша егістік жерлерді өңдеудің топырақтың терең қабаттарын қопарудың бидай өніміне тигізер пайдасы атап көрсетілді. Жерді өңдеу әдістері микробиолог З. П. Керамщуктың еңбектерінде анық айтылды. Орталық Қазақстандағы химиялық, коксохимиялық, металлургиялық өнеркәсіптер жоғарғы дәрежеде дамыған, міне сол өнеркәсіптен шыққан улы қалдықтар бұрын Нұра өзеніне барып құйылып жататын, кейіннен микробиологияның жетістіктерінің арқасында қазір улы заттардың құрамы азайды.

Қарағандының  металлургия комбинатында өндірілетін  фенолдар мен шайырлы улы заттар ағынды суларды ластаса, ал қазір  коксохимиялық смола мен майды  ажырататын микроорганизмдер табылды. Осы микроорганизмдердің көмегімен  олардың құрамындағы улы заттар 70-80% төмендеді (Р.М.Алиева).

Қоршаған  ортаны қорғаудың ең бір өзекті мәселесі ол топырақ пен суды мұнай мен  мұнай өнімдерінен тазарту болып  табылады. Ешбір техногенді ластануды  мұнай өнімдерімен ластанумен салыстыруға  болмайды. Мұнай ең қауіптісі. Топырақ  пен суды мұнай және мұнай өнімдерінен тазарту қазіргі таңдағы қиын жағдайлардың бірі. Қазақстан республикасындағы микробиология мен вирусология Институтында жаңадан «Мұнайбак», Оңтүстік Қазақстан мемлекеттік университетінде -«Перойл» -атты препараттар ойлап табылды (Бишимбаев В.К., Илялетдинов А.Н., Исаева А.У.). Су мен ластанған топырақтың беткі қабатындағы мұнай және мұнай өнімдерін пайдалануға қабілетті. Препараттардың құрамында мұнайлы көмірсуларды қышқылдандыратын қабілетті флора мен фаунаға зиянын әсерін тигізбейтін көмірсуды қышқылдандыратын микроорганизмдерден тұрады.

Биотехнологияның  дамуы.Соғыстан кейінгі жылдары Д. Л. Шамистің басшылығымен Қазақстанда өнеркәсіптік микробиология дамыды. Өнеркәсіпке қажетті микробиологияда нан өнімдеріне ашытқылар даярлау мен шарап жасау заводтарына керек шикізаттың құрамын көтерді. Ашытқылардың жаңа түрлерін ұсынды, яғни нан ашытудағы ашытқылардың аралас культураларын қолдануды ұсынылды. 60-70жылдары Р. Д. Зубковтың Қазақстан аудандарында шарап өндірісінің ашытқы микрофлорасында елеулі жұмыс атқарды.

НАН ҚР микробиология  және вирусалогия Институтында жеңіл  өнеркәсіпті дамытуға да өз үлесін қосты. Алматы мех комбинатында тері өңдеу жолдары ұсынылды. Пектиназа  препаратымен теріні өңдеуде оның салмағының жеңілдеуі; созылмалылығы; терінің көлемінің ұлғаюы; терінің басқа түстерге оңай боялуы артты. Бұл дайын өнімдердің бағасын арттырып қана қоймай сұранысында арттырды.

 

Бақылау сұрақтары:

1. Микробиология ғылымы нені зерттейді?
2. Зерттеу нысанына қарай микробиология ғылымы неше бөлімдерден құралады?
3. Микробиологиялық зерттеу әдістері дегеніміз не және оның қандай түрлері белгілі?
4. Қазақстанда микробиология ғылымының негізін қалаушы ғалымдар кімдер?
5. 21 ғасырдың бас кезінде ОҚО микробиологияның дамуына үлес қосқан ғалымдарды ата?

 

Әдебиеттер:

1. Шоқанов Н. Микробиология. Алматы, «Санат», 1997ж.
2. Шлегель Г. Общая микробиология. М., Мир, 1987г.
3. Дарқанбаев Т.Б., Шоқанов Н.К Микробиология және вирусология негіздері. Алматы, «Мектеп», 1982ж.
4. Шоқанов Н.Қ. Микроорганизмдерді ауыл шаруашылығында қолдану. Алматы, «Қайнар», 1982ж.

 

 

 

 

 

Лекция № 2

Тақырыбы: Тірі ағзалар жүйесіндегі бактериялардың орны.

Сабақтың мақсаты: Микроағзалар әлемінің алуан түрлілігі, олардың өзіне тән белгілерімен, олардың эукариотты ағзалардан айырмашылығы жайлы ұғым қалыптастыру.

Түйін сөздер: микроағза, прокариот, эукариот, жасуша.

Жоспар:

1. Микроорганизмдер әлемі, жалпы тән белгілері мен алуан түрлілігі.
2. Прокариот және эукариот микроорганизмдер, олардың айырмашылықтары.

     

1. Ағзалар туралы жинақталған  мағлұматтардан жүйелеу туралы бірінші қадам жасаған Аристотельден бастап (б. э. д. 384-322), биологтар тірі әлемді өсімдіктер мен жануарлар деп екі дүниеге бөлді. Микроскоптық тірі жәндіктер әлемін ашқан А. Ван Левенгук. Олардың осы уақыттан бастап ХІХғ. дейін барлық ашылған микроорганиздерді жануар табиғатының ұсақ жәндіктері ретінде қарастырды.

ХІХ ғ. екінші жартысында неміс биологы  Э. Геккель (1834-1919)  микроорганиздердің жануарлар және өсімдіктер дүниесінен ерекшеленетінін, соншалықты оларды осының біреуіне де жатқызуға болатынын тұжырымдады. Э. Геккель ағзалар мен ұлпаларды дифференциалдау болмайтын барлық микроорганиздерді (қарапайымдылар, балдырлар, саңырауқұлақтар, бактериялар) көп жағынан өсімдіктер мен жануарлар арасындағы аралық орынды иемденетін организмдерді қосып жеке дүниеге Protista бөлуді ұсынды. «Protista» термині қазірде микробиологтар зерттейтін объектілерді белгілеу үшін қолданылады.

Қазіргі уақытта тірі әлемнің ортақ  жүйесіне деген көзқарастарда бір  тұтастық жоқ. Қөзқарастардың біреуіне сәйкес барлық алуан түрлі организмдерді қатаң сызбаға кіргізу тиімсіз, өйткені кез келген жасанды шектеулік организмдер арасындағы табиғи байланыстарды бұзады. Мұның салдары – органикалық әлемнің ең кіші ұсақ тенденциясы; тек екі дүниеге бөліну тиімділігін мойындау:Plantae (өсімдіктер)және Animalia (жануарлар). Бұл көзқарас организмдердің әртүрлі типтерін байланыстыратын ұқсастық белгілермен эволюция процесінде ораниздердің бір тобының екіншісіне өтуіне басты назар аударды. Қарама-қарсы ұғымдарға сәйкес барлық тірі формаларды ірі таксондарға (дүниеге) бөлу тірі әлемнің осы жағын көрсете отырып бар тіршілік типтерінің көп түрлілігін барынша толық көрсетті. Бірінші көзқарасқа сәйкес барлық микроорганиздер жабайы өсімдіктер немесе жануарлар ретінде қарастырады және соған сәйкес Plantae  немесе Animalia дүниесі құрамына енеді. Екіншісіне сәйкес микроорганизмдер Э. Геккель алғаш рет түйіндегендей тірі формалар белгілі орынға иелене алады. Одан ары Геккельдің «Алғаш жәндіктерді» зеррттеу осы топтың біртекті емес екендігін анықтады. Сонда барып микроорганизмдер ұғымы таксономиялық мағанаға ие еместігі ашылды. Осы организмдерді олардың кіші өлшемдері белгісі және осыған байланысты арналып зерттеу әдістері бойынша біріктіреді.

2. Protista тобына енетін микроорганизмдер  клеткасының құрылысындағы ерекшіліктер туралы мәліметтер ХІХ ғ. соңында жинақтала бастады. Бұл топтардың жоғары және төмен сатыларға бөлінуіне апарып соқты. Жоғарғы сатыларға микроскопиялық жануарларды (қарапайымдарды), мироскопиялық балдырларды (көк -жасылдан басқасын), және микроскопиялық саңырауқұлақтарды (зеңдер, ашытқылар), төменгі сатысына барлық бактериялар мен көк-жасыл балдырларды (соңғысын қазір көпнесе цианобактериялар деп атайды) жатқызады. Жоғарғы және төменгі сатыларды бөлу екі айқындалған клетканың ұйымдасу типтеріне – эукариотты және прокариоттылар сәйкес жүреді. Жоғары сатыдағы клеткалар құрылысы эукариотты, яғни эукариоттар болып табылады, төменгісі – прокариоттылар.