Микробиология пәнi және мақсаты, оның қазiргi таңдағы биология, медицина, өнеркәсiпте алатын орны

Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 76 бет
Таңдаулыға:

1. Микробиология пәнi және мақсаты, оның қазiргi таңдағы биология, медицина, өнеркәсiпте алатын орны. Микробиология гр. микрос- ұсақ, биос- тіршілік, логос ғылым биология ғылымының бір саласы болып саналады. Микробиологиянын зерттеу обьектілері- ұсақ, жай көзбен көрінбейтін, тек микроскоппен ғана көріп білуге болатын организмдер. Олар өлшемі, құрылысы жағынан әртүрлі организмдер- вирустар, бактериялар, балдырлар, ашытқы ж. е микроскоптық саңырауқұлақтар, қарапайымдылар. Микробиология көп салалы ғылымға жатады. Зерттеу обьектілеріне қарай олар: вирусология, бактериология, альгология, микология деп, ал зерттейтін микроорганизмдердің өмір сүретін жерлеріне қарай : топырақ, су, мұхит- теңіз, микробиологиясы деп бөлінеді, Микроорганиздердің атқаратын қызметтері мен мәні бойынша микробиология: геологиялық, ауылшаруашылық, өндірістік болып жіктеледі. сонымен, қазіргі таңдағы микробиология микробтардың атқаратын қызметтіріне, тіршілік ететін орнына қарай бірнеше салаға бөлінеді: 1. Іргелі: Цитология, метоболизм, генетика, экология, систематика. 2. Токсономиялық: Бактериология, Альгология, протозоология, микология. 3. Қолданбалы: тағам, Санитарлық, Геомикробиология, микроб синтезі, Қоршаған орта, 4. Мақсаттағы: медициналық, өнеркәсіптік, ауылшаруашылық, ветеринарлық. 5. Қоршаған орта: Су, топырақ, теңіз, аэро, космостық. Осы салалардың көпшілігі қазіргі уақытта жеке ғылымдар мен пәндер болып табылады.

Біздің елде микробиология өндірісінің даму қарқыны жоғары. Микробиологиялық өндіріс арзан және қысқа мерзімде көптеген заттар алуға өте қолайлы сала. Микроб штамдарын өндіру, генетикалық инженерияны кеңінен қолдану, әр түрлі бактериялардың түрлерінен ДНҚ-ның рекомбинантты молекулаларын құру, бактерия мен жануарлар, бактерия мен адам, вирус пен адамның тірі клеткадағы функциялану әдістерін қамтамасыз етеді. Д. И. Менделеевтің болжамы бойынша бұрын микробтардың синтетикалық икемділігін қолдану арқылы барлық заттардың химиялық синтезі ауысқан. Микроорганизмдерді химиялық реагент ретінде қолдану мүмкіншілігі шектеусіз.

Микробиология мен вирусалагияның зерттйтін негізгі нысандары - прокариотты микророрганизмдер мен олардың вирустары. Пәннің мақсаты микроорганизмдердің алуан түрлілігін, ішкі сыртқы құрылысын, атқаратын қызметтерін, тектік қасиеттерін, өсіп-өну жолдарын, әлемдегі орнын, табиғатта таралу заңдары мен табиғи бірлестіктерін сонымен қатар, табиғатта микроорганизмдер қатысуымен өтетін пайдалы ж. е зиянды прцестерді зерттеу. Микробиология химия, физика, цитология, иммуналогия ж. е басқа да табиғаттану ғылымдарымен тығыз байланысты. Іргелі м. я. ның дамуы, одан алынған деректер микроорганизмдердің практикалық салаларда пайдалану жолдарының негізін салады. М. я. ның өндірісте, әсіресе бт. да алар орны зор. М. я жетістіктері ауыл шаруашылығы саласында кеңінен қолданылады. Бұл салалардың жиынтығы биологияның жаңа бір саласы- молярлы биологияның және пән аралық ғылым-биотехнологияның туындауына жол ашты. Микробиологияның өндірісте, әсіресе биотехнологияда алар орны зор. Болашақта микробтарды адам тағамдары мен мал азығы ретінде тікелей қолдану көзделіп отыр. Олардың химиялық жолмен алуға мүмкін емес антибиотиктерді, көптеген ферменттерді, витаминдерді, гиберрелиндерді, алколоидтарды, гормондарды және т. б. өндірудегі орны күннен-күнге артып келеді. Микробиология жетістіктері ауыл шаруашығы саласында да кеңінен қолданылады: микроорганизмдердің негізінде өсімдіктердің ауруына қарсы препараттар жасалады, азотты тыңайтқыштар мен жем- азығы сүрленеді. Микробиологияның жетістіктері бұл айтылған мәселелермен шектелмейді. Микроорганизмдер мен микробиологиялық әдістер бұзылған экожүйенің қайта қалпына келуінде, жанаргаз алуда ж\е экологиялық тиімді технологиялар жасауда үлкен рөл атқарады.

2. Микробиология дамуының қысқаша тарихы және ғылым болып қалыптасуына үлес қосқан ғалымдардың еңбектері. Микробиолгия (грек . . . микрос -ұсақ, биос-тіршілік, логос - ғылым) биолгия ғылымының жеке бір саласы болып саналады. Микробиолгияның зерттек объектілері- ұсақ жай көзбен көрінбейтін, тек микроскоппен ғана коруге болатын микроорганизмдер. Микробиология көп салалы ғылымға жатады. Микробиологияның даму бактериялардың ашылуымен байланысты. Микробиологияның даму тарихы жогары сатылы организмдерді зерттейтін ғылымдардан өзіндік ерекшелігі бар. Адам жер бетінде микроорганизмдердің бар екендігін көп ғасыр бойы білмеді, тек олардың жасайтын қызымет-әрекеттерін сезіп қана, іс жүзінде байқады. Микробтардың ашылуы микроскоптын жасалуымен тығыз байланысты микроскопты физик Роберт Гук (1635-1703ж. ж) 1660 жылы ойлап тапты. Микробиологияның жаңа сатыға көтеріліп, ғылымға айналуы Луи Пастердің (1822-1895ж. ж) жұмыстары мен байланысты. Тек 1857ж Л. Пастер спирт және сүт қышқылды ашулар арнайы микроорганизмдердің туады деген тұжырымға келді. Мұнда шарап ашуы- ашытқылар, ал сүттің ашуы- сүт қышқылдарының қатысуымен жүретіндігін дәлелдеді. Кеиіннен сүт ашытқыларына Ф. Кон бактерия деген атау беріп микрообиолгияға енгізді. Л. Пастердің спирт және сүт қышқылды ашу прцестер3 мен 0атар ашудың жаңа бір түрін- майлы қышқылды ашу прцесңн ашты. Нәтижесінде Л. Пастер ашу прцесін ауасыз жағдайда өсе алатын микроорганизмдердің зат алмасуының ерекше бір түрі деп тапты. Бұл құбылысты анаэробиоз, ал ауа бар ортадағыны аэробиоз деп атаған. Микробиологияның дамуының келесі кезеңі биолгиялық проблемаларды шешумен байланысты 1) тіршіліктің оздігінен пайда болуының. 2) жұқпалы аурулардың себебін табу. С. Н. Виноградский күкірт бактерияларын зерттей келіп микроорганизмдердің қоректенуінің жаңа литотрофтық қөректену түрін ашты. Ресейде микробиологияның даму кезеңі ауру қоздырғыш микробтарды зерттеу ( Гамалея, Ценковский, Тереховский) басталып, бара бара микроорганизмдердің жіктеу және топтастыру (Надсон, Артара, Красильников), микроорганизмдердің мен физиологиясын ( Омеляский, Исаченко, Ирусалимский, Мушустин), және биохимиясы сияқтысалаларға да таралды. Қазақстанда жалпы микрообиология және вирусологияның негізін қалаушылар Д. М. Новогрудский, Д. Л. Шамис, Х. Ж. Жұматов болып саналады.

Д. М. Новогрудский (1898-1950ж. ж) Қазақстанда 1938 жылдан бастап ғылыми қызымет атқарды. Ол топырақ микроорганизмдердің биологиясын зерттеді. Азотобактериялардың актиномициттердің, мицелиялды саңырауқұлақтарды зерттеу адісін ашты.

Д. Л. Шамис (1902-1972ж. ж) Қ. Р Ғылым Академиясының құрамында алғаш микробиология және вирусология институтын ашып, оның алғашқы деректоры болды. Нан шарап өнеркәсібінде қолданатын ашытқы бактерияларын зерттеді.

Х. Ж. Жұматов (1912-1972ж. ж) Қазақстанда алғашқы вирусологиялық лобаротория ашып, сол жылдарды ғылым академиясы құрамында ашылған микробиология және вирусология институтының ірге тасын қалады. Қазақстанда микробиология және вирусология ғылымының даму кезеңі Ұлы отан соғысы және соғыстан кейінгі жылдармен тығыс байланысты.

3. Прокариоттар және эукариоттардың айырмашылықтары және олардың негізгі ерекшеліктері. Микроо\рге жай көзбен көрінбеитін н\е нашар көрінетін организмдер жатады.

Р. Гук XVII ғ. Өсімдіктерді зерттеу үшін алғаш рет микроскопты пайдаланып, олардың ұлпаларының клеткадан тұратынын анықтады. Екі ғасырдан кеиін Т. Шванн мен М. Шлеиден клетка теориясын ұсынды. Бұл теория боиынша барлық тірі организмдердін құрылысы мен дамуының негіздерін клетка құрайды. Цитология және электронды микроскоппен зерттеу әдістерінің дамуы әр түрлі организмдерді бір-бірінен клеткларының құрылыс ерекшеліктері бойынша ажыратуға болатындығын көрсетті. Клетка ядросының мембранасының болу болмауына байланысты барлық организмдерді Е:Шаттон ұсынысымен эукариоттар -нағыз ядролы және прокариоттар-ядросы жетілмеген деп екі топқа бөлу ұсынылған. Барлық жоғары сатыдағы организмдер эукариотты, яғни эукариоттыларға өсімдіктер, жануарлар, қарапайымдылар, микроскопиялық саңырауқұлақтар, балдырлар жатса, ал прокариоттыларға бактериялар мен көк-жасыл балдырлар жатады. Прокариотты микроо\р эубактериялар мен архебактериялардан тұрады.

Эукариотты микроо\дің клеткалары прокриоттарға қарағанда ірілеу ж\е құрылысы күрделі.

Прокариоттарда нуклеоид деп аталатын ядролық аппараты 1 хромосомаға сәйкес келетін ДНҚ-ның сақиналы молекуласынан құралады. Эукариоттарда ядро хромосомалар жиынтығынан тұрады және цитоплазмадан мембранамен оқшауланған. Ядролық аппарат құрылымы эукариоттар және прокариоттардың басқа да ерекшеліктеріне байланысты өзгереді.

Прокариоттар мен эукариоттардың клеткаларының құрылысы бойынша айырмашылықтары:

1. Прокариоттардың клеткас мөлшері 0, 2-2, 0мкм, ал эукариоттыларда 2, 0мкм-ден үлкен

2. Прокариоттардың нуклеоиды цитоплазмадан мембрана арқылы бөлінбеген, ал эукариоттарда ядро цитлплазмадан мембрана арқылы бөлінген.

3. Прокариоттарда стероидтар болмайды, мезосомалары күделі емес, эукариоттарда стероид бар, күрделі эндоплазмалық ретикулум, гольджи аппараты, лизосомалар, митохондриялар, хлоропластар бар.

4. Прокариоттардың цитоплпазмалық ағысы, эндоцитоз, экзоцитоз, пиноцитоз болмайды, ал эукариоттарда болады

5. Талшықтарының құрылы бойынша прокариоттардың фибриллин белогынан тұратын бір немесе бірнеше жіпшелер болады, ал эукариоттарда тубулиннен тұратын микротүтікшелер, көлденең қимада 9+2 болып орналасқан. Эндоспораларды прокариоттардың кейбір туыстары түзеді, ал эукариоттарда болмайды.

Мұның барлығы прокариоттар мен эукариоттардың цитологиялық қасиеті бойынша айырмашылықтары. Сонымен қатар молекулярлық-биологиялық және генетикалық қасиеті бойынша да айырмашылықтары белгілі:

1. Прокариоттардың бір нуклеотидте хромосома саны 1, эукароттарда ядродағы хромосома саны әдетте 1ден көп

2. Прокариоттардың хромосома пішіні сақиналы, ал эукариоттардікі сызықша тәрізді

3. Прокариоттардың рибосомаларының седиментациялық тұрақтылығы-16S, 23S, 5S, эукариоттарда 18S, 28S, 5. 8S, 5S

4. Прокариоттар митоз арқылы бөлініп, ұршық пайда болса, эукариоттар митоз кезінде ұршық түзіледі, мейоз пайда болады.

Прокариоттардың барлығына тән ортақ қасиеті бар:

-клеткаларының көлемі өте ұсақ-20-100мкм дейін

-өздігінше өмір сүре алатын түрлері кейде жинақталып, көзге көрінетін топ құрады

-өте кең таралған, тіпті төтенше жағдайда да кездесе береді

-клеткаларының көлемі мен сыртқы бетінің шама қатынасы үлкен

-қолайлы жағдайда өсу жылдамдығы жоғары, еселену немесе генерация мерзімі минут немесе сағаттап саналады

-генетикалық төзімді

-ерекше химиялық қасиеттері бар.

4. Микробиологияның қалыптасуында Л. Пастердiң және Р. Кохтың еңбектерінің рөлi. Жаңа сатыға көтеріліп, ғылымға айналуы Луи Пастердің жұмыстарымен байланысты. Оның алғашқы еңбектері кристаллографияға арналған. Осыдан кейінн Луи Пастер көңілін ашу процесіне аударады. Ашу процесін бірінші зерттеген және «ашу» мен «газ» деген ұғымдарды ұсынған - Ван-Гельмонт. Бірақ ол ашуды химиялық құбылыс деп санаған. Л. Пастер спирт пжәне сүт қышқылды ашу процестерімен қатар ашудың жаңа түрін-майлы қышқыл ашу процесін ашты. Нәтижесінде ашу процесін ауасыз жағдайда өсе алатын микроорганизмдердің зат алмасуының ерекше бір түрі деп тапты. Луи Пастер ашқан жаңалықтардың маңыздылығына бүкіл елден түскен ақшаға Париж қаласында Пастер атындағы институт құрылып, лның қабырғасындағы мемориалды тақтаға ғалым ашқан жаңалыұтар жазылған:1857жылы- ашу процесі; 1860 жылы-тіршілік өздігінен пайда болмайды; 1865 жылы-шарап және сыра ауруы; 1868 жылы-жібек құртының ауруы; 1881 жылы-залалдаушы және вакцина; 1885 жылы-құтырманың алдын алу. Жұқпалы авурулардың пайда болу себебін ашуда медициналық микробиологияның дамуына үлкен үлес қосқан Р. Кох болды. Ол 1876 жылы алғаш рет жұқпалы аурылар жөніндегі теориясын ұсынып, белгілі ауруды қоздыратын бактерияларды анықтауға арналған ережені қолданды. Кохтың қосқан зор үлестерінің бірі микроорганизмдердің таза дақылдарын бөліп алу және оларды өсіру әдістері болып саналды. Өз әдістерін қолданып, Р. Кох 1882 жылы құрт ауруының қоздырғышын Mycobacterium tuberculosis-ті ашты. Сол үшін ол 1905 жылы Нобель сыйлығын алды.

5. Микробиология дамуындағы Бейеринг, Виноградский, Клюйвер, Листер, Ивановский, Флеминг жұмыстар . . . ХІХ ғысырдың соңында микробиология саласында ашылған жаңалықтар өте көп болды. Атап айтатын болсақ, 1895 жылы П. Эрлих патогенді бактерияларға адам организмінің жауабын зерттей отырып, иммунитет теориясын ұсынды. Ал И. Мечников қан клеткаларының фагоцитозға қабілетін ашып, иммунитет туралы теориясын әрі қарай дамыта түсті. Осы ашқан жаңалықтары үшін П. Эрлих пен И. Меяников 1908 жылы Нобель сыйлығына ие болды. Микроорганизмдердің табиғаттағы рөлі және оның атқаратын қызметі М. Бейерниктің есімімен тығыз байланысты болса да, С. Н. Виноградский күкірт бактерияларын зерттей келіп, микроорганизмдердің қоректенуінің жаңа - литотрофтық қоректену түрін ашты. С. Н. Виноградский атмосфералық азотты сіңіре алатын Clostridium туысына жататын бактерияларды туып оны анаэробты, ал М. Бейерник аэробты Azotobacter туысына жататын бактерияларды анықтады. ХІХ ғасырдың соңында микробиология, негізінен алғанда, қолданбалы түрде болды. Осы бағыттың даму барысында микроорганизмдерді өсіріп дақылдау тәсілі пайда болды. А. Клюйвер мен А. Паркин шайқағышта микроорганизмдер дақылдарын тереңдетіп өсіру әдісін ұсынды және популяцияның өсу фазасын анықтады. ХХ ғасырда микробиологиядағы ең үлкен жетістік - микроорганизмдер генетикасының дамуы. Г. Бидл және Т. Татум саңырауқұлақтың нейроспорасынан мутант бөліп алып, оны генетикалық тәжірибеде пайдаланды. Эвери, Мак-Леод және Мак-Карти Гриффитс 1928 жылы ашқан прокариоттардағы трансформация процесінде ДНК-ның жауапты екенін дәлелдеді. Дж. Ледербергтің жұмысы генетикалық материалдардың бір клеткадан екінші клеткаға тасымалдануы басқа да механизмнің, яғни конъюгация және трансдукцияның ашылуына мүмкіндік берді.

6. Микроорганизмдердің адам өміріндегі маңыздылығы және пайдасы мен зияны. Біздің елде микробиология өндірісінің даму қарқыны жоғары. Микробиологиялық өндіріс арзан және қысқа мерзімде көптеген заттар алуға өте қолайлы сала. Микроб штамдарын өндіру, генетикалық инженерияны кеңінен қолдану, әр түрлі бактериялардың түрлерінен ДНҚ-ның рекомбинантты молекулаларын құру, бактерия мен жануарлар, бактерия мен адам, вирус пен адамның тірі клеткадағы функциялану әдістерін қамтамасыз етеді. Д. И. Менделеевтің болжамы бойынша бұрын микробтардың синтетикалық икемділігін қолдану арқылы барлық заттардың химиялық синтезі ауысқан. Микроорганизмдерді химиялық реагент ретінде қолдану мүмкіншілігі шектеусіз.

7. Микроскопиялық саңырауқұлақтар және актиномицеттердің морфологиясы және көбею ерекшеліктері Саңырауқұлаұтар эукариотты организмдерге жатады. Мицелиальды құрлымға ие. Саңырауқұлақтар - бiрклеткалы (микроскопиялық) немесе көпклеткалы, көлемi мен құрылысы жағынан әртүрлi организмдер: гетеротрофтар, аэробтар. Саңырауқұлақтардың әртүрлi кластары, әртүрлi талшықтылар мен амебатәрiздi организмдерден полифелитикалық жолмен пайда болды деген жорамалдар бар. Вегетативтi дене субстраттың iшiнде немесе сыртында дамитын тарамдалған жiпшелер жүйесiнен тұрады және коректiк заттарды осмос арқылы сiңiру үшiн жанасу ауданы үлкен болып келедi. Саңырауқұлақтар вегетативтi, жыныссыз және жынысты жолмен көбейедi. Вегетативтi көбею мицелий бөлiмдерi немесе арнайы фрагменттер ашытқылар - бiршiктену арқылы жүредi. Актиномицеттер - диаметрі 0, 4-1, 5 мкм-ге дейін жететін даму сатыларының кейбір стадияларында бұтақтанған мицелий құруға қабілеті бар бактериялар (кейбір ғалымдар актиномицеттердің бактериалды табиғатына байланысты саңырауқұлақтық мицелий аналогы - жіңішке жіпшелер деп атайды) тобы. Клетка қабырғасының типі бойынша Гр+ және ДНҚ құрамында ГЦ жұптарының мөлшері - 60-75%. Ең кең таралған жері - топырақ: оның құрамында актиномицеттердің барлық туыс өкілдері кездеседі. Люминесцентті микроскопия көмегімен анықталатын прокариотты биомассаның 10-15% мөлшерін және дәстүрлі қоректік орталарда сұйытылған топырақ суспензиясын егу кезінде өсіп шығатын бактериялардың ¼ бөлігін құрайды /2/Жоғары сатыдағы актиномицеттердің мицелийі өте жақсы дамыған. Жіңішке гиф диаметрі - 0, 1-1, 0 мкм, ал айрықша жуан гифтер - 1, 5 мкм-ге дейін жетеді. Тығыз агарланған қоректік орталарда (беттік егу) мицелийдің 3 типін анықтауға болады: субстратты, ауалы, субстрат алды немесе колониялар. Субстратты мицелий ортаның тереңдігінде дамиды және “тамыр жүйесі” қызметін атқарады. Оның жіпшелері қоректік заттарды өздеріне сіңіреді де колонияларға тасымалдайды, ал ол жерден ауалы мицелийге ауысады. Субстрат алды мицелийі агарланған ортаның бетінде дамиды және көлемі жағына үлкен жіне кіші колониялардың таралуы жүреді. Актиномицеттердің колониялары тығыз, көн тәрізді және ортамен тұтасып өседі. Ұсақ колониялар мөлшері - 0, 5-2 мм, ал ірі колониялар 1 см-ге дейін жетеді. Колониялардың сыртқы көрінісі де алуан түрлі: тегіс, бұдыр, қатпарлы, түйіршікті. Актиномицеттердің ауалы мицелийі колонияның беткі қабатында қалыптасады. Актиномоциттер Грамм оң микроорганизмдердің үлкен тобы, олардың клеткалары тармақталуға қабілетті. Көптеген актиномоциттер қоректік ортаға еніп өсетін субстратты мицелийді түзеді. Ауалы мицелийдің гифтерінің ұшында споралар және споралар бар спорангийлер қалыптасады. Актиномициттер спора арқылы, клеткалардың бөлінуі және тармақталуы арқылы көбейеді. Актиномицеттердің арасында аэробтар және анаэробтар, мезофилдер мен термофилдер бар. Көбінесе актиномицеттер сапрофиттер, алайда араларында адамдарға, жануарларға, өсімдіктерге зиян келтіретін паразитті түрлері кездеседі. Actinomycetes классына қалыпты актиномицеттерден басқа, проактиномицеттер, микобактериялар және микококкалар жатқызылады. Проактиномицеттер актиномицеттерден мицелийдің дамудың ерте кезеңінде ған болуымен ерешеленеді. Одан кейін жас жіпшелер коккалар мен таяқшаларға дейін үзіледі. Соңғы жылдары актиномицеттер адам қажеттілігіне сай көптеген алуан түрлі физиологиялық белсенді заттарды продуцирлейтін қабілеттілігіне байланысты практикада кең қолданысқа ие. Актиномицеттердің көптеген дақылдарынан дәрілік препараттар - тағам өнеркәсібінде, өсімдік өнеркәсібінде, ветеринарияда, медицинада қолданылатын антибиотиктер. Актиномицеттер витаминдер, гормондар, ферменттер, токсиндер, өсу заттары, аминоқышқылдар және адам үшін қажетті басқа да биологиялық белсенді заттар түзуге қабілетті. Топырақ құнарлылығын қалыптастыру және топырақ шығару прцесстеріне актиномицеттер белсенді түрде қатысады. Оларға топырақты қалпына келтіруді жүзеге асыратын көптеген функцияларды жатқызады. Ең алғаш болып актиномицеттерді 1878 жылы Ц. Гарц анықтаған болатын. 1945 жылы С. Ваксман және А. Шатцактиномицеттер дақылдарынан медицинада кең қолданыс тапқан стрептомицин антибиотигін бөліп алды.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.