Ano ang microbiology. Ano ang pag-aaral ng microbiology? Fundamentals of Microbiology

Kabilang sa agham ng biology ang isang malaking bilang ng mga subseksiyon at mga agham ng subsidiary. Gayunpaman, ang mikrobiyolohiya ay isa sa mga bunso at pinakapangako, na kapaki-pakinabang para sa isang tao at sa kanyang aktibidad. Medyo kamakailan lumitaw, ngunit mabilis na nakakuha momentum sa pag-unlad, ang agham na ito mismo ay may ngayon maging ang ninuno ng mga seksyon tulad ng biotechnology at genetic engineering. Ano ang mikrobiyolohiya at paano naganap ang mga yugto ng pagbubuo at pag-unlad nito? Tingnan natin ito nang mas detalyado.

Ano ang microbiology?

Una sa lahat, ang mikrobiyolohiya ay isang agham. Ang isang napakalaking, kawili-wili, kabataan, ngunit dynamic na pagbuo ng agham. Ang etimolohiya ng salita ay nagmula sa wikang Griyego. Kaya, ang "mikros" ay nangangahulugang "maliit", ang pangalawang bahagi ng salita ay nagmumula sa "bios", na nangangahulugang "buhay", at ang pangwakas na bahagi mula sa Griyego. "Logos", na isinasalin bilang isang pagtuturo. Ngayon ay makakapagbigay ka ng isang salitang sagot sa tanong, kung ano ang mikrobiyolohiya. Ito ang doktrina ng micro-life.

Sa ibang salita, ito ay ang pag-aaral ng pinakamaliit na buhay na nilalang na hindi nakikita sa mata. Kabilang sa mga ganitong unicellular na organismo ang:

1. Prokaryotes (mga di-nuklear na organismo, o kulang sa isang pormal na nucleus):

• Bakterya;
• Archaea.

2. Eukaryotes (mga organismo na may binuo na nucleus):

• Unicelular algae;
• Protozoa.

3. Mga virus.

Gayunpaman, ang priyoridad sa mikrobiyolohiya ay ibinibigay sa pag-aaral ng bakterya ng iba't ibang uri, mga anyo at paraan ng pagkuha ng enerhiya. Ito ang batayan ng mikrobiyolohiya.

Ang paksa ng agham

Kapag tinanong kung ano ang pag-aaral ng mikrobiyolohiya, maaari itong sagutin ito: sinasaliksik nito ang panlabas na pagkakaiba-iba ng mga bakterya sa hugis at sukat, ang epekto nito sa kapaligiran at sa mga organismo sa buhay, mga paraan ng pagpapakain, pagbuo at pagpaparami ng mga mikroorganismo, at ang kanilang epekto sa pang-ekonomiya at praktikal na gawain.

Ang mga mikroorganismo ay mga nilalang na maaaring mabuhay sa iba't ibang mga kondisyon. Para sa kanila, halos walang mga limitasyon sa temperatura, kaasiman at alkalinity ng daluyan, presyon at halumigmig. Sa ilalim ng anumang mga kundisyon, mayroong isang hindi bababa sa isang (at kadalasan ng maraming) isang grupo ng mga bakterya na maaaring mabuhay. Sa ngayon ay may mga komunidad ng mga mikroorganismo na naninirahan sa ganap na mga kondisyon ng anaerobic sa loob ng mga bulkan, sa ilalim ng mga pinagkukunan ng init, sa madilim na kalaliman ng mga karagatan, sa malupit na kalagayan ng mga bundok at mga bato, at iba pa.

Alam ng agham ang daan-daang uri ng mga mikroorganismo, na sa kalaunan ay nagdaragdag ng hanggang sa libu-libo. Gayunpaman, itinatag na ito ay isang maliit na bahagi ng pagkakaiba-iba na umiiral sa kalikasan. Samakatuwid, ang gawain ng mga microbiologist ay labis.

Ang isa sa mga pinakasikat na sentro, kung saan ang isang detalyadong pag-aaral ng mga mikroorganismo at lahat ng mga proseso na nauugnay sa kanila, ay ang Pasteur Institute sa France. Pinangalanan pagkatapos ng sikat na tagapagtatag ng mikrobiolohiya bilang agham ng Louis Pasteur, ang instituto ng mikrobiolohiya ay gumawa ng maraming kapansin-pansin na mga espesyalista mula sa mga pader nito, kung saan hindi gaanong kapansin-pansin at makabuluhang natuklasan ang ginawa.

Sa Russia hanggang ngayon, ang Institute of Microbiology im. SN Vinogradsky RAS, na kung saan ay ang pinakamalaking sentro ng pananaliksik sa larangan ng mikrobiolohiya sa ating bansa.

Historical digression sa microbiological science

Ang kasaysayan ng pagpapaunlad ng mikrobiyolohiya bilang agham ay binubuo ng tatlong pangunahing mga kondisyon na kondisyon:

• Morpolohiya o mapaglarawang;
• Physiological o pinagsama-samang;
• Modern.

Sa pangkalahatan, ang kasaysayan ng mikrobiyolohiya ay binibilang sa pag-unlad nito mga 400 taon. Iyon ay, ang simula ng paglitaw ay tungkol sa XVII siglo. Samakatuwid, ito ay itinuturing na ito ay isang medyo batang agham sa paghahambing sa iba pang mga seksyon ng biology.

Morpolohiya o mapaglarawang yugto

Ang mismong pangalan ay nagpapahiwatig na sa yugtong ito, mahigpit na nagsasalita, ito ay simpleng akumulasyon ng kaalaman tungkol sa morpolohiya ng mga bakterya na selula. Nagsimula ang lahat ng ito sa pagtuklas ng mga prokaryote. Ang kahalagahan ay pagmamay-ari ng ninuno ng microbiological science na si Italian Antonio van Leeuwenhoek, na may matinding pag-iisip, isang mahigpit na hitsura at mahusay na kakayahang mag-isip ng lohikal at pangkalahatan. Bilang isang mahusay na tekniko, napangasiwaan niya ang mga lente, na nagbigay ng 300 beses na pagtaas. At upang ulitin ang tagumpay nito ay maaari lamang sa gitna ng XX century Russian scientist. At pagkatapos ay hindi sa pamamagitan ng pagliko, ngunit sa pamamagitan ng pagtunaw lenses mula sa salamin sa mata fibers salamin.

Ang mga lente na ito ay nagsilbi bilang materyal kung saan natuklasan ng mga mikroorganismo ang Leuvenook. At sa una ay itinakda niya ang kanyang sarili ng isang gawain ng isang napaka-kalikasan likas na katangian: siyentipiko ang nagtaka kung bakit ang fuck ay kaya mapait. Rasterev na bahagi ng halaman at napagmasdan ang mga ito sa ilalim ng isang microscope ng kanilang sariling produksyon, nakita niya ang isang buong buhay na mundo ng mga maliliit na nilalang. Ito ay noong 1695. Simula noon, aktibong pinag-aralan at sinasalarawan ni Antonio ang iba't ibang uri ng mga bakterya. Tinutukoy lamang niya ang mga ito sa anyo, ngunit marami na ito.

May nagmamay-ari na tungkol sa 20 volume ng manuskrito ng Levenguk, na naglalarawan nang detalyado sa globular, hugis ng baras, spiral at iba pang mga uri ng bakterya. Isinulat niya ang unang gawain sa mikrobiyolohiya, na tinatawag na "Ang mga lihim ng kalikasan, na natuklasan ni Anthony van Leeuwenhoek." Ang unang pagtatangka na mag-systematise at ipahayag ang naipon na kaalaman sa morpolohiya ng bakterya ay pagmamay-ari ng siyentipiko na si O. Muller, na nagsagawa nito noong 1785. Mula sa sandaling ito ang kasaysayan ng pagpapaunlad ng mikrobiyolohiya ay nagsisimula upang makakuha ng momentum.

Physiological o accumulatative stage

Sa yugtong ito sa pagpapaunlad ng agham, ang mga mekanismo na pinagbabatayan ng mahahalagang aktibidad ng bakterya ay pinag-aralan. Ang mga proseso kung saan sila nakikibahagi at kung saan ay imposible sa kalikasan ay isinasaalang-alang. Ito ay pinatunayan na ang imposible ng kusang henerasyon ng buhay na walang paglahok ng mga nabubuhay na organismo. Ang lahat ng mga pagtuklas na ito ay ginawa bilang isang resulta ng mga eksperimento ng mahusay na siyentista-kimiko, ngunit pagkatapos ng mga natuklasan din ang isang microbiologist, Louis Pasteur. Mahirap palalawakin ang kahalagahan nito sa pagpapaunlad ng agham na ito. Ang kasaysayan ng mikrobiyolohiya ay maaaring halos hindi na binuo nang mabilis at ganap, kung hindi pa ito para sa mapanlikhang tao.

Ang mga natuklasan ni Pasteur ay maaaring ipakita sa ilang mga pangunahing punto:

• Napatunayan na ang proseso ng pagbuburo ng mga sugaryong substansiya na pamilyar sa mga tao mula pa noong una ay sanhi ng pagkakaroon ng isang tiyak na uri ng mga mikroorganismo. At para sa bawat uri ng pagbuburo (lactic acid, alkohol, langis, atbp.), Ang pagkakaroon ng isang tiyak na pangkat ng mga bakterya ay katangian, na ginagawa nito;
• Ipinakilala sa industriya ng pagkain ang proseso ng pasteurisation para sa pagtatapon ng mga produkto mula sa microflora, na nagdudulot ng kanilang pagkawasak at pagkasira;
• Karapat-dapat siya sa kredito ng pagtaas ng kaligtasan sa sakit sa pamamagitan ng pagpapakilala ng isang bakuna sa katawan. Iyon ay, ang Pasteur ay ang ninuno ng pagbabakuna, siya ang nagpatunay na ang mga sakit ay sanhi ng pagkakaroon ng pathogenic bacteria;
• Nalaglag ang ideya ng aerobic sa lahat ng mga nabubuhay na bagay at pinatunayan na para sa buhay ng maraming bakterya (halimbawa ng mga oleaginous acids), ang oxygen ay hindi kinakailangan, at kahit na nakakapinsala.

Ang pangunahing hindi maikakaila na merito ni Louis Pasteur ay na pinatunayan niya ang lahat ng kanyang natuklasan sa pag-eksperimento. Upang walang sinuman ang maaaring manatili sa pag-aalinlangan tungkol sa bisa ng mga resulta. Ngunit ang kasaysayan ng mikrobiyolohiya ay hindi nagtatapos doon.

Ang isa pang siyentipiko na nagtrabaho sa siglong XIX at gumawa ng napakahalagang kontribusyon sa pag-aaral ng mga mikroorganismo ay si Robert Koch, isang Aleman na siyentipiko na nararapat na bawasan ang malinis na linya ng mga selulang bakterya. Iyon ay, sa likas na katangian, ang lahat ng mga microorganisms ay malapit na magkakaugnay. Ang isang grupo sa proseso ng buhay ay lumilikha ng isang nutrient medium para sa isa, ang iba ay pareho para sa ikatlong at iba pa. Iyon ay, ang mga ito ay ang parehong mga kadena ng pagkain na mas mataas na organismo, lamang sa loob ng mga komunidad ng bacterial. Dahil dito, napakahirap mag-aral ng isang partikular na komunidad, isang pangkat ng mga mikroorganismo, dahil ang kanilang mga dimensyon ay napakaliit ( ^1-6 m o 1 m) at, sa pagiging malapit na pakikipag-ugnayan sa isa't isa, hindi nila pinahahalagahan ang kanilang sarili upang mag-aralang mag-isa. Tamang-tama ang pagkakataon na lumago ang magkaparehong mga bakteryang cell mula sa parehong komunidad sa ilalim ng mga artipisyal na kondisyon. Iyon ay, upang makakuha ng isang masa ng magkatulad na mga selula na makikita ng hubad at pag-aralan ang mga proseso kung saan ito ay nagiging mas madali.

Iyan ang eksaktong natuklasan ni Koch. Ipinakilala niya ang pag-aanak ng mga purong kultura ng bakterya sa isang nutrient medium, na para sa bawat komunidad ay may sariling. Karapat-dapat din siya sa kredito para sa mga pag-aari ng mga kolonya ng mga mikroorganismo at mga indibidwal na kalahok. Si Robert Koch ang unang natuklasan ang isang tubercle bacillus (stick ni Koch), parasitiko sa mga hayop at mga tao. Inilalathala ng siyentipikong ito ang paraan ng pag-infect ng mga pang-eksperimentong hayop na may pathogenic bacteria na may layunin ng pag-aanak ng purong kultura ng naturang mga mikroorganismo at bumuo ng mga pamamaraan para sa disinfecting at paglaban sa kanila.

Kaya, maraming mahalagang impormasyon ang naipon sa mahahalagang aktibidad ng bakterya, ang kanilang mga benepisyo at pinsala sa mga tao. Ang pagpapaunlad ng mikrobiyolohiya ay mas lumalaki pa.

Ang modernong entablado

Ang modernong mikrobiyolohiya ay isang buong kumplikadong mga subseksyon at mini-agham na nag-aaral hindi lamang ang bakterya mismo, kundi pati na rin ang mga virus, fungi, archaea at lahat ng mga kilalang at bagong natuklasan na mga mikroorganismo. Sa tanong, kung ano ang microbiology, ngayon maaari naming magbigay ng isang lubos at detalyadong sagot. Ito ay isang masalimuot na agham na nakatuon sa pag-aaral ng mahahalagang aktibidad ng mga mikroorganismo, ang kanilang aplikasyon sa praktikal na buhay ng tao sa iba't ibang lugar at larangan, pati na rin ang impluwensya ng mga mikroorganismo sa bawat isa, sa kapaligiran at buhay na organismo.

May kaugnayan sa tulad ng isang malawak na konsepto ng mikrobiyolohiya, ito ay kinakailangan upang dalhin ang modernong pagbabago ng agham na ito sa mga seksyon.

1. Ang kabuuan.
2. Lupa.
3. Tubig.
4. Pang-agrikultura.
5. Medikal.
6. Beterinaryo.
7. Space.
8. Geological.
9. Virology.
10. Nutrisyon.
11. Pang-industriya (teknikal).

Ang bawat isa sa mga seksyon ay may kaugnayan sa isang detalyadong pag-aaral ng mga mikroorganismo, ang kanilang epekto sa buhay at kalusugan ng mga tao at hayop, pati na rin ang posibilidad ng paggamit ng bakterya para sa mga praktikal na layunin upang mapabuti ang kalidad ng buhay ng sangkatauhan. Ang lahat ng ito sa isang kumplikadong ay kung ano ang microbiology ay pag-aaral.

Ang pinakamalaking kontribusyon sa pagpapaunlad ng mga modernong pamamaraan ng mikrobiyolohiya, mga paraan ng pagpapalabas at paglilinang ng mga strain ng mga mikroorganismo ay ginawa ng mga siyentipiko na sina Wolfram Zillig at Carl Stetter, Carl Vese, Norman Pace, Watson Creek, Pauling, Zuckerkandl. Mula sa mga lokal na siyentipiko ay mga pangalan tulad ng I. I. Mechnikov, L. S. Tsenkovsky, D. I. Ivanovsky, S. N. Vinogradsky, V. L. Omelyansky, S. P. Kostychev, J. Ya. Nikitinsky at F. M. Chistyakov, A. I. Lebedev, V. N. Shaposhnikov. Salamat sa mga gawa ng nakalista na siyentipiko, ang mga pamamaraan ay binuo upang labanan ang malubhang sakit ng mga hayop at mga tao (anthrax, asukal sa mite, sakit sa paa at buto, buti, at iba pa). Ang mga paraan upang madagdagan ang kaligtasan sa sakit sa bacteriological at viral na sakit ay nalikha, ang mga strain ng mga mikroorganismo na may kakayahang pagproseso ng langis ay ginawa, maraming iba't ibang organikong sangkap ang nalikha sa proseso ng mahahalagang aktibidad, nagpapadalisay at nagpapabuti sa ekolohikal na sitwasyon, nabulok ang mga di-nakakahiwalay na mga compound ng kemikal at marami pang iba.

Ang kontribusyon ng mga taong ito ay tunay na napakahalaga, kaya ang ilan sa kanila (Mechnikov II) ay nakatanggap ng Nobel Prize para sa kanilang gawain. Sa ngayon, mayroong mga subsidiary science na nabuo sa batayan ng mikrobiolohiya, na kung saan ay ang pinaka-advanced sa biology - biotechnology, bioengineering at genetic engineering. Ang gawain ng bawat isa sa kanila ay naglalayong makakuha ng mga organismo o grupo ng mga organismo na may mga paunang natukoy na katangian, na maginhawa sa mga tao. Upang bumuo ng mga bagong pamamaraan ng pagtatrabaho sa mga mikroorganismo, upang mapakinabangan ang mga benepisyo ng paggamit ng bakterya.

Samakatuwid, ang mga yugto ng pagpapaunlad ng mikrobiyolohiya, bagaman hindi marami, ay gayunpaman napaka-kaalaman at puno ng mga pangyayari.

Mga pamamaraan para sa pag-aaral ng mga mikroorganismo

Ang mga modernong pamamaraan ng mikrobiyolohiya ay batay sa pagtatrabaho sa mga purong kultura, pati na rin ang paggamit ng mga pinakabagong tagumpay ng teknolohiya (optical, electronic, laser, at iba pa). Narito ang mga pangunahing.

1. Paggamit ng microscopic teknikal na paraan. Bilang isang panuntunan, ang tanging liwanag microscopes ay hindi nagbibigay ng isang buong resulta, kaya din luminescent, laser at electronic ay ginagamit.
2. Mga pananim ng bakterya sa espesyal na nutrient media para sa pagpapalabas at paglilinang ng ganap na purong mga kolonya ng kultura.
3. Physiological at biochemical pamamaraan ng pagtatasa ng kultura ng mga mikroorganismo.
4. Molecular-biological methods of analysis.
5. Mga pamamaraan ng pagtatasa ng genetiko. Sa ngayon, naging posible na sumubaybay sa tree ng genealogy ng halos lahat ng bukas na grupo ng mga mikroorganismo. Ito ay ginawang posible sa pamamagitan ng mga gawa ni Karl Veze, na nakapagturo ng bahagi ng genome ng kolonya ng bakterya. Sa pagtuklas na ito, naging posible na bumuo ng isang phylogenetic system ng prokaryotes.

Ang kabuuan ng nakalistang mga pamamaraan ay nagbibigay-daan sa pagkuha ng buo at detalyadong impormasyon tungkol sa alinman sa mga bagong natuklasan o natuklasan na mga mikroorganismo at paghahanap sa kanila ng tamang aplikasyon.

Ang mga yugto ng mikrobiyolohiya, na ipinasa niya sa kanyang pag-unlad bilang agham, ay hindi palaging kasama ang gayong mapagbigay at tumpak na hanay ng mga pamamaraan. Gayunpaman, kapansin-pansin na ang pinaka-epektibo sa anumang oras ay ang pang-eksperimentong pamamaraan, siya ang nagsilbing batayan para sa akumulasyon ng kaalaman at kasanayan sa pakikipagtulungan sa microworld.

Mikrobyo sa gamot

Ang isa sa mga pinakamahalagang at mahalagang lugar ng mikrobiyolohiya para sa kalusugan ng tao ay ang medikal na mikrobiyolohiya. Ang paksa ng kanyang pag-aaral ay mga virus at pathogenic bacteria na nagdudulot ng malubhang sakit. Samakatuwid, bago ang mga microbiologist, ang gawain ay upang makilala ang pathogenic organism, upang linangin ang malinis na linya, pag-aralan ang mga katangian ng buhay at ang mga dahilan kung bakit nakasasakit sa katawan ng tao, at upang makahanap ng isang paraan upang maalis ang pagkilos na ito.

Matapos makuha ang dalisay na kultura ng organikong pathogenic, kinakailangan upang maisagawa ang masusing pagsusuri ng molecular-biological. Sa batayan ng mga resulta, isang pagsubok ng paglaban ng mga organismo sa antibiotics, tukuyin ang mga paraan ng pagkalat ng sakit at piliin ang pinaka-epektibong paraan ng paggamot laban sa microorganism na ito.

Ito ay medikal na mikrobiyolohiya, kabilang ang beterinaryo gamot, na nakatulong sa paglutas ng ilang mga problema sa pangkasalukuyan ng sangkatauhan: ang mga bakuna laban sa anthrax, rabies, erysipelas, mga buto ng tupa, anaerobic na impeksiyon, tularemia at paratyphoid ay naging posible upang mapupuksa ang salot at parapneumonia at iba pa.

Nutritional microbiology

Ang mga pangunahing kaalaman ng mikrobiyolohiya, kalinisan at kalinisan ay malapit na magkakaugnay at karaniwang pinag-isa. Pagkatapos ng lahat, ang mga organismo ng pathogen ay maaaring kumalat nang mas mabilis at sa mas malaking lakas ng tunog, kapag ang mga kondisyon ng kalinisan at kalinisan ay nag-iiwan ng maraming nais. At una sa lahat ito ay makikita sa industriya ng pagkain, na may malaking produksyon ng mga produktong pagkain.

Kasalukuyang data sa morpolohiya at pisyolohiya ng mga microorganisms, biochemical proseso na dulot ng mga ito, pati na rin ng impluwensiya ng kapaligiran mga kadahilanan sa microflora pagbuo sa pagkain sa panahon ng transportasyon, imbakan, pagbebenta at pagproseso ng hilaw na materyales, makatulong upang maiwasan ang maraming mga problema. Ang papel na ginagampanan ng microorganisms sa proseso ng pagbuo at pagbabago sa kalidad ng pagkain at ang paglitaw ng isang bilang ng mga sakit na sanhi ng pathogenic at mga oportunistikong mga species, ay napaka-makabuluhang, at samakatuwid ay ang gawain ng pagkain mikrobiyolohiya, kalinisan at kalinisan ay ang papel na ginagampanan upang makilala at i-on para sa pakinabang ng tao.

Food mikrobiyolohiya cultivates din bacteria kaya nagko-convert mula sa mga protina ng langis, ay gumagamit ng microorganisms mabulok ang pagkain, para sa paggamot ng maraming mga produkto ng pagkain. Proseso ng pagbuburo batay sa mula sa gatas acid at butyric bacteria mga tao ng isang pulutong ng mga kinakailangan na mga produkto.

virology

Ganap na hiwalay, at isang napakalaking grupo ng mga microorganisms, na kung saan ay sa pamamagitan ng malayo ang pinaka-maganda naiintindihan - ito ay mga virus. Microbiology at virology - dalawang malapit na magkakaugnay na mga kategorya ng mga microbiological agham, na kung saan pinag-aaralan ang mga pathogenic bakterya at mga virus na maaaring maging sanhi ng malubhang pinsala sa kalusugan ng mga buhay na organismo.

Virology seksyon ay masyadong malawak at kumplikadong, samakatuwid, nararapat ng isang hiwalay na pag-aaral.