ما هو علم الأحياء الدقيقة. ما تدرس علم الأحياء الدقيقة. أساسيات علم الأحياء المجهرية

ويشمل علم الأحياء عدد كبير من الأقسام والشركات التابعة للعلوم. ومع ذلك، واحدة من أصغر وأكثر واعدة، مفيد للإنسان وأنشطته هو علم الأحياء الدقيقة. نسبيا ظهرت في الآونة الأخيرة، ولكن سرعان ما اكتسب زخما في تطور هذا العلم حتى الآن، أصبحت مؤسس هذه المقاطع كما التكنولوجيا الحيوية و الهندسة الوراثية. ما هو علم الأحياء المجهرية وكيف كانت مراحل تأسيسها والتنمية؟ دعونا نبحث هذه المسألة بمزيد من التفصيل.

ما هو علم الأحياء الدقيقة؟

في المقام الأول، علم الأحياء المجهرية - هو العلم. حجم ومثيرة للاهتمام، والعلوم الشباب ولكن تتطور بسرعة. وأصل كلمة له أصله في اللغة اليونانية. لذلك، "MIKROS" تعني "صغير"، والجزء الثاني من كلمة تأتي من "السير"، والتي تعني "الحياة"، والجزء الأخير من اليونانية. "شعارات"، والتي تترجم إلى التدريس. الآن يمكنك إعطاء إجابة الحرفي لمسألة ما علم الأحياء الدقيقة. هذه عقيدة الحياة الصغيرة.

وبعبارة أخرى، هو دراسة من أصغر الكائنات الحية التي تكون غير مرئية للعين المجردة. هذه الكائنات وحيدة الخلية هي:

1. بدائيات النوى (الكائنات عديم النواة أو عدم وجود أصدر النواة):

• البكتيريا.
• العتيقة.

2. حقيقيات النوى (الكائنات الحية مع نواة زينت):

• الطحالب وحيدة الخلية.
• البروتوزوا.

3. الفيروسات.

ومع ذلك، تعطى الأولوية لدراسة علم الأحياء المجهرية من البكتيريا هو مجموعة متنوعة واسعة من أنواع وأشكال وأساليب إنتاج الطاقة. هذا هو أساسيات علم الأحياء الدقيقة.

موضوع العلم

والسؤال الذي يدرس علم الأحياء المجهرية، قد يكون الجواب: أنه يدرس التنوع الخارجي من البكتيريا في الشكل والحجم والتأثير على البيئة والكائنات الحية، وطرق التغذية والتنمية وتكاثر الكائنات الحية الدقيقة، فضلا عن تأثيرها على الممارسة الاقتصادية والبشرية.

الكائنات الدقيقة - هي المخلوقات التي يمكن أن تتواجد في مجموعة متنوعة من الظروف. بالنسبة لهم عمليا أي قيود على درجة الحرارة، الحموضة والقلوية في المتوسط والضغط والرطوبة. تحت أي ظرف من الظروف، هناك واحد على الأقل (وكثير كثير من الأحيان) مجموعة من البكتيريا التي يمكن البقاء على قيد الحياة. اليوم عرفت المجتمعات الميكروبية التي تعيش الظروف اللاهوائية تماما داخل البراكين termoistochnikov أسفل، وارتداء أعماق المحيطات، والظروف القاسية من الصخور الساخنة وهلم جرا.

العلوم مئات الأنواع من الكائنات الحية الدقيقة، والتي سوف تضيف في نهاية المطاف ما يصل الى الآلاف. ولكن وجدت أنها ليست سوى جزء صغير من التنوع الموجود في الطبيعة. ولذلك، فإن العمل في العديد من علماء الأحياء المجهرية.

واحدة من المراكز الأكثر شهرة، والتي لا يوجد دراسة تفصيلية للكائنات الحية الدقيقة وجميع العمليات المرتبطة بها، وكان معهد باستور في فرنسا. سميت على اسم مؤسس الشهير في علم الأحياء الدقيقة لوي Pastera، ومعهد علم الأحياء الدقيقة، الذي صدر من جدرانه الكثير من المهنيين الرائع الذي ارتكبوا الاكتشافات لا تقل رائعة وهامة.

في روسيا اليوم هو معهد علم الأحياء الدقيقة. S. N. أكاديمية Vinogradskogo للعلوم، الذي يعد أكبر مركز للبحوث في مجال علم الأحياء الدقيقة في بلادنا.

الخلفية التاريخية في العلوم الميكروبيولوجية

يرصد تاريخ علم الأحياء المجهرية كعلم من ثلاث مراحل الشرطية الأساسية:

• المورفولوجية أو وصفية.
• المالحة أو التخزين؛
• الحديثة.

بشكل عام، وتاريخ علم الأحياء الدقيقة لديها في مجال التنمية لمدة 400 سنة. وهذا هو بداية وقوع ما يقرب من القرن السابع عشر. ولذلك، فإنه يعتقد أنه هو علم صغار السن نسبيا بالمقارنة مع غيرها من فروع علم الأحياء.

المرحلة المورفولوجية أو وصفية

الاسم نفسه يقول أنه في هذه المرحلة مرت، بالمعنى الدقيق للكلمة، مجرد تراكم المعرفة حول مورفولوجيا الخلايا البكتيرية. بدأ كل شيء مع افتتاح بدائيات النوى. هذا الاستحقاق ينتمي لمؤسس علم الميكروبيولوجي الإيطالي أنطونيو فان يوينهويك، الذي كان له عقل ثاقب ونظرة عنيد وقدرة جيدة على التفكير المنطقي والتعميم. وكذلك فني جيد، وقال انه نجح في نحت عدسة، وإعطاء أي بزيادة قدرها 300 مرة. ولتكرار انجازاته يمكن فقط في منتصف العلماء الروس القرن العشرين. وليس من vytachivaniem وصهر العدسات من الألياف البصرية.

وتعمل هذه العدسات كمادة من خلالها يوينهويك اكتشاف الكائنات الحية الدقيقة. وفي البداية انه حدد لنفسه مهمة بدلا طبيعة ركيك: عالم أراد أن يعرف لماذا بحق الجحيم مريرة جدا. يفرك أجزاء النبات، ودرست لهم تحت المجهر الانتاج الخاصة بها، ورأى العالم كله المعيشة من الكائنات الدقيقة. كان عليه في 1695. ومنذ ذلك الحين، أنطونيو يبدأ بنشاط لاستكشاف ووصف أنواع مختلفة من الخلايا البكتيرية. ويميزها فقط في الشكل، ومع ذلك، وهذا ما يحدث بالفعل.

يوينهويك ينتمي إلى حوالي 20 مجلدا من مكتوبة بخط اليد، والتي تصف في كروية التفاصيل، ورود، دوامة وأنواع أخرى من البكتيريا. وكتب أول عمل في علم الأحياء الدقيقة، وهو ما يسمى "أسرار الطبيعة التي اكتشفها أنتوني فان ليوينهويك". أول محاولة لتنظيم وتلخيص المعارف المتراكمة من التشكل من البكتيريا تنتمي إلى عالم O. مولر، الذي جعل من عام 1785. من تلك اللحظة من تاريخ علم الأحياء الدقيقة يبدأ في اكتساب المزيد من الزخم لها.

الفسيولوجية أو التخزين المرحلة

في هذه المرحلة من تطور العلم درسنا الآليات الكامنة وراء النشاط البكتيري. العمليات التي يشاركون فيها والتي بدونها يستحيل في الطبيعة. فقد ثبت استحالة الجيل التلقائي للحياة من دون مشاركة الكائنات الحية. وقدمت كل من هذه الاكتشافات نتيجة للتجارب، وكبير العلماء-الكيميائي، ولكن بعد هذه الاكتشافات أيضا الميكروبيولوجي لوي Pastera. فمن الصعب أن نبالغ في تقدير أهمية له في تطوير هذا العلم. تاريخ علم الأحياء المجهرية كانت بالكاد قادرة على تطوير بسرعة وبشكل كامل، إن لم يكن هذا الرجل العبقري.

اكتشافات باستور يمكن عرض عدة نقاط رئيسية:

• وقال انه ثبت أن من كبار السن ويرجع ذلك إلى وجود بعض الأنواع الميكروبية السكريات مألوفة عملية التخمير. وعلاوة على ذلك، لكل نوع من التخمر (اللبنيك الحمضية، والكحول، والنفط، وهكذا دواليك) تتميز مجموعة معينة من البكتيريا، والتي تزاول فيها.
• أدخلت عملية البسترة الصناعات الغذائية للتخلص من المنتجات من البكتيريا، مما يسبب لهم للتعفن والتلف.
• انه يرجع اليه الفضل في تحسين مناعة ضد الأمراض عن طريق إعطاء اللقاح للجسم. أي باستور - سلف من اللقاحات، وكان هو الذي أثبتت أن الأمراض سببها وجود البكتيريا المسببة للأمراض.
• تدمير فكرة الهوائية جميع أشكال الحياة، وأثبتت أن حياة العديد من البكتيريا (حمض زبدي، على سبيل المثال) لا تحتاج الأكسجين، وحتى الضارة.

وكانت ميزة لا يمكن إنكارها الرئيسية لوي Pastera حقيقة أن كل ما قدمه من الاكتشافات، وقال انه ثبت بالتجربة. بحيث لا أحد لا يمكن أن تبقى الشكوك حول صحة النتائج. ولكن القصة من علم الأحياء الدقيقة، وبطبيعة الحال، لا تنتهي عند هذا الحد.

عالم آخر الذين عملوا في القرن التاسع عشر والذي جعلت مساهمة لا تقدر بثمن لدراسة الكائنات الحية الدقيقة، وكان روبرت كوخ - العالم الألماني الذي يرجع إليه الفضل في إزالة خطوط نظيفة من الخلايا البكتيرية. وهذا هو في طبيعة كل الكائنات الحية مترابطة بشكل وثيق. مجموعة واحدة في الحياة العملية لخلق أرضية خصبة للطرف الآخر، والآخر يفعل نفس الشيء للثالث وهلم جرا. وهذا يعني أنه هو نفس الجانب إمدادات الطاقة، وفي الكائنات العليا، إلا في المجتمعات البكتيرية. ونتيجة لذلك، فإنه من الصعب جدا لدراسة بعض المجتمع متميزة، مجموعة من الكائنات الحية الدقيقة، بسبب أبعاد صغيرة جدا من (1 ^-6 م أو 1 م)، ويجري في تعاون وثيق مستمر مع بعضها البعض، فإنها لا يمكن أن تكون منفردة التدقيق. على ما يبدو فرصة مثالية لنمو وافر من خلايا متطابقة من البكتيريا من مجتمع واحد في ظروف اصطناعية. وهذا هو، والحصول على الكثير من خلايا متطابقة، والتي سوف تكون مرئية للعين المجردة ودراسة العمليات التي سيكون أسهل بكثير.

هنا هو ما جعل فتح وكوخ. صاغ إزالة ثقافات نقية من البكتيريا على وسط غذائي، والذي يختلف عن كل المجتمع. كما أنها تمتلك الإنجازات التي تحققت في المستعمرات اللوحة من الكائنات الحية الدقيقة وأفراده. اكتشف روبرت كوخ أول الحديبة عصا (عصية كوخ)، الطفيلية في الحيوانات والبشر. هذا العالم تطبق طريقة حيوانات التجارب المصابة المسببة للأمراض البكتيريا (الممرضة) بهدف استنتاج ثقافات نقية من هذه الكائنات الدقيقة، وتطوير أساليب التطهير والسيطرة عليها.

وهكذا تراكمت لديها الكثير من المعلومات القيمة من البكتيريا، فوائدها ومخاطرها على البشر. وقد ذهب تطوير علم الأحياء المجهرية حتى طريقة أكثر كثافة.

المرحلة الحديثة

علم الأحياء الدقيقة الحديثة - عبارة عن مجموعة من الأبواب الفرعية، والعلوم المصغرة التي تتعامل مع دراسة ليس فقط البكتيريا، ولكن أيضا الفيروسات والفطريات، العتيقة، وجميع الكائنات الدقيقة المعروفة والمكتشفة حديثا. وفيما يتعلق بمسألة ما علم الأحياء المجهرية، اليوم نحن يمكن أن تعطي استجابة كاملة ومفصلة للغاية. فمن علم معقد التعامل مع دراسة الكائنات الحية الدقيقة، وتطبيقها في الحياة العملية في مختلف الميادين والمجالات، فضلا عن تأثير الكائنات الحية الدقيقة على بعضها البعض، على البيئة والكائنات الحية.

في اتصال مع مثل هذا المفهوم الواسع في علم الأحياء المجهرية يجب إظهار العلم الحديث للتدرج من المقاطع.

1. العامة.
2. التربة.
3. المياه.
4. الزراعة.
5. الطبية.
6. الطب البيطري.
7. الفضاء.
8. مسح الجيولوجي.
9. علم الفيروسات.
10. الغذاء.
11. INDUSTRIAL (الفني).

وتشارك كل من هذه المقاطع في دراسة مفصلة من الكائنات الدقيقة، وتأثيرها على حياة وصحة الناس والحيوانات، فضلا عن إمكانية استخدام البكتيريا لأغراض عملية، لتحسين نوعية الحياة البشرية. كل هذا معا هو ما يدرس علم الأحياء الدقيقة.

أكبر مساهمة في تطوير الأساليب الحديثة في علم الأحياء الدقيقة، وطرق تربية وزراعة الكائنات الحية الدقيقة التي قدمها هؤلاء العلماء ولفرام Tsillig وكارل ستتر، كارل فيز، نورمان بيس، واتسون، كريك، بولينغ، تسوكركاندل. العلماء المحلي وأسماء مثل I. I. متشنيكوف، LS Tsenkovsky، DI Ivanovsky S. N. Vinogradsky VL Omelyanskii، SP Kostychev، يا يا وNikitinsky F. M. Chistyakov، A. I. ليبيديف، VN شابوشنيكوف. أنشئت من خلال عمل هؤلاء العلماء طرق للتعامل مع أمراض خطيرة للحيوانات والبشر (الجمرة الخبيثة، علامة مرض السكري، ومرض الحمى القلاعية والجدري، وهلم جرا). أنشئت سبل تعزيز مناعة ضد الأمراض البكتيرية والفيروسية، سلالات من الكائنات الحية الدقيقة التي تم الحصول عليها قادرة على معالجة النفط، لإنشاء كتلة أثناء الحياة من المواد العضوية المختلفة، وتنقية وتحسين البيئة، وغير التفكك متحللة المركبات الكيميائية، وأكثر من ذلك.

مساهمة هؤلاء الناس لا تقدر بثمن حقا، وحتى بعض منهم (متشنيكوف I. I.) حصل على جائزة نوبل لعمله. اليوم، هناك فروع العلم، تشكلت على أساس علم الأحياء الدقيقة، والتي هي الأكثر تقدما في علم الأحياء - هو التكنولوجيا الحيوية، والهندسة الحيوية والهندسة الوراثية. ويهدف عمل كل منهم في توفير الكائنات أو مجموعات من الكائنات ذات خصائص محددة سلفا، رجل مفيد. على تطوير طرق جديدة للعمل مع الكائنات الحية الدقيقة، للحصول على أقصى فائدة من استخدام البكتيريا.

وهكذا، ومراحل تطور علم الأحياء الدقيقة رغم قلة عددهم، ولكن مفيدة للغاية ومليئة بالأحداث.

طرق لدراسة الكائنات الحية الدقيقة

تستند الأساليب الحديثة في علم الأحياء المجهرية على العمل مع ثقافات نقية، فضلا عن استخدام أحدث التطورات التقنية (البصرية والإلكترونية، والليزر، وما إلى ذلك). وفيما يلي أهمها.

1. استخدام التكنولوجيا المجهرية. عادة، لا تمنح المجاهر الخفيفة فقط نتيجة كاملة، لذلك يجب التلألؤ أيضا، ليزر والإلكترونية.
2. المحاصيل من البكتيريا على وسائل الإعلام المغذيات خاص للزراعة وتربية ثقافات نقية تماما من المستعمرات.
3. أساليب التحليل الفسيولوجية-البيوكيميائية ثقافة الميكروبية.
4. أساليب التحليل البيولوجية الجزيئية.
5. تقنيات تحليل وراثية. حتى الآن، أصبح من الممكن تتبع شجرة العائلة من كل مجموعة مفتوحة من الكائنات الحية الدقيقة تقريبا. وجاء هذا بفضل عمل كارل وويز، الذي كان قادرا على فك موقع جينوم البكتيريا المستعمرات. مع هذا الاكتشاف جعل من الممكن بناء نظام بدائيات النواة النشوء والتطور.

أخذت معا، وتوفر هذه الأساليب معلومات كاملة ومفصلة حول أي من الكائنات الحية الدقيقة افتتح حديثا أو فتحها بالفعل وتجد تطبيقها الصحيح.

مراحل الأحياء الدقيقة التي مرت في تطورها كعلم لا تتضمن دائما مثل مجموعة سخية ودقة من الطرق. ومع ذلك، تجدر الإشارة إلى أن الأكثر فعالية في جميع الأوقات هو المنهج التجريبي، شغل منصب الأساس لتراكم المعرفة والمهارات في العمل مع مصغرة.

علم الأحياء الدقيقة في الطب

واحدة من أهم وأهمية هو أن علم الأحياء الدقيقة الطبية علم الأحياء الدقيقة صحة الإنسان هو التقسيم. موضوع الدراسة أصبح الفيروسات المسببة للأمراض والبكتيريا التي تسبب أمراض خطيرة. ولذلك، فإن التحدي للأطباء، علماء الأحياء المجهرية: التعرف على العوامل المسببة للأمراض، لزراعة خط نظيفة، ودراسة خصائص الحياة وأسباب التي تضر الجسم البشري، وإيجاد وسيلة للقضاء على هذا النشاط.

مرة واحدة يتم الحصول على ثقافة نقية من مسببات المرض، فمن الضروري إجراء تحليل البيولوجي الجزيئي شامل. وبناء على نتائج اختبار مقاومة الجسم للمضادات الحيوية، لتحديد انتشار المرض واختيار العلاج الأكثر فعالية ضد هذه الكائنات الحية الدقيقة.

أن علم الأحياء الدقيقة الطبية، بما في ذلك الطب البيطري، ساعد على حل عدد من المشاكل الملحة للبشرية: لإنشاء لقاح ضد مرض الجمرة الخبيثة، داء الكلب، وجوه الخيول والأغنام جدري، والتهابات اللاهوائية، حمى الأرانب والحمى نظيرة التيفية، كان من الممكن للتخلص من الطاعون وparapnevmonii وهلم جرا.

ميكروبيولوجيا الأغذية

أساسيات علم الأحياء الدقيقة والصرف الصحي والنظافة مترابطة بشكل وثيق وكل واحدة. لأن الجراثيم يمكن أن تنتشر أسرع بكثير، وإلى حد أكبر عندما تكون الشروط الصرف الصحي والنظافة الصحية سيئة. أولا وقبل كل شيء، وهذا ينعكس في صناعة المواد الغذائية، في انتاج كميات كبيرة من المواد الغذائية.

البيانات الحالية على التشكل وعلم وظائف الأعضاء من الكائنات الدقيقة، والعمليات الكيميائية الحيوية التي تسببها لهم، فضلا عن تأثير العوامل البيئية على ميكروبات النامية في الطعام أثناء النقل والتخزين وبيع وتصنيع المواد الخام، وتساعد على تجنب العديد من المشاكل. دور الكائنات الحية الدقيقة في عملية تشكيل والتغيير في نوعية الطعام وظهور عدد من الأمراض التي تسببها الأنواع المسببة للأمراض والانتهازية، مهم جدا، وبالتالي فإن مهمة ميكروبيولوجيا الأغذية والصرف الصحي والنظافة هو دور لتحديد وتحويل لصالح الرجل.

تزرع ميكروبيولوجيا الأغذية أيضا البكتيريا قادرة على تحويل من البروتينات النفط، يستخدم الكائنات الحية الدقيقة لتتحلل المواد الغذائية، لعلاج العديد من المنتجات الغذائية. عمليات التخمير على أساس بكتيريا حمض اللاكتيك وزبدي تعطي بشرية الكثير من المنتجات اللازمة.

مبحث الفيروسات

منفصلة تماما، ومجموعة كبيرة جدا من الكائنات الدقيقة، والتي هي حتى الآن الأكثر مفهومة - انها فيروسات. علم الأحياء الدقيقة وعلم الفيروسات - فئتين مترابطة بشكل وثيق من العلوم علم الأحياء الدقيقة، والذي يدرس البكتيريا والفيروسات المسببة للأمراض التي يمكن أن تسبب ضررا خطيرا على صحة الكائنات الحية.

قسم علم الفيروسات واسعة جدا ومعقدة، ولذلك يستحق دراسة منفصلة.