Микробы и их жизнедеятельность. Что такое микробы

Микробиология изучает строение, жизнедеятельность, условия жизни и развития мельчайших организмов, называемых микробами, или микроорганизмами.

«Невидимые, они постоянно сопровождают человека, вторгаясь в его жизнь то как друзья, то как враги», — сказал академик В. Л. Омельянский. Действительно, микробы есть везде: в воздухе, в воде и в почве, в организме человека и животных. Они могут быть полезны, и их используют в производстве многих пищевых продуктов. Они могут быть вредны, вызывать заболевания людей, порчу продуктов и др.

Микробы были открыты голландцем А. Левенгуком (1632-1723) в конце XVII в., когда он изготовил первые линзы, дававшие увеличение в 200 и более раз. Увиденный микромир поразил его, Левенгук описал и зарисовал микроорганизмы, обнаруженные им на различных объектах. Он положил начало описательному характеру новой науки. Открытия Луи Пастера (1822-1895) доказали, что микроорганизмы отличаются не только формой и строением, но и особенностями жизнедеятельности. Пастер установил, что дрожжи вызывают спиртовое брожение, а некоторые микробы способны вызывать заразные болезни людей и животных. Пастер вошел в историю как изобретатель метода вакцинации против бешенства и сибирской язвы. Всемирно известен вклад в микробиологию Р. Коха (1843-1910) — открыл возбудителей туберкулеза и холеры, И. И. Мечникова (1845-1916) — разработал фагоцитарную теорию иммунитета, основоположника вирусологии Д. И. Ивановского (1864-1920), Н. Ф. Гамалея (1859-1940) и многих других ученых.

Классификация и морфология микроорганизмов

Микробы - это мельчайшие, преимущественно одноклеточные живые организмы, видимые только в микроскоп. Размер микроорганизмов измеряется в микрометрах — мкм (1/1000 мм) и нанометрах — нм (1/1000 мкм).

Микробы характеризуются огромным разнообразием видов, отличающихся строением, свойствами, способностью существовать в различных условиях среды. Они могут быть одноклеточными, многоклеточными и неклеточными.

Микробы подразделяют на бактерии, вирусы и фаги, грибы, дрожжи. Отдельно выделяют разновидности бактерий — риккетсии, микоплазмы, особую группу составляют простейшие (протозои).

Бактерии

Бактерии — преимущественно одноклеточные микроорганизмы размером от десятых долей микрометра, например микоплазмы, до нескольких микрометров, а у спирохет — до 500 мкм.

Различают три основные формы бактерий — шаровидные (кокки), палочковидные (бациллы и др.), извитые (вибрионы, спирохеты, спириллы) (рис. 1).

Шаровидные бактерии (кокки) имеют обычно форму шара, но могут быть немного овальной или бобовидной формы. Кокки могут располагаться поодиночке (микрококки); попарно (диплококки); в виде цепочек (стрептококки) или виноградных гроздьев (стафилококки), пакетом (сарцины). Стрептококки могут вызывать ангину и рожистое воспаление, стафилококки — различные воспалительные и гнойные процессы.

Рис. 1. Формы бактерий: 1 — микрококки; 2 — стрептококки; 3 — сардины; 4 — палочки без спор; 5 — палочки со спорами (бациллы); 6 — вибрионы; 7- спирохеты; 8 — спириллы (с жгутиками); стафилококки

Палочковидные бактерии самые распространенные. Палочки могут быть одиночными, соединяться попарно (диплобактерии) или в цепочки (стрептобактерии). К палочковидным относятся кишечная палочка, возбудители сальмонеллеза, дизентерии, брюшного тифа, туберкулеза и др. Некоторые палочковидные бактерии обладают способностью при неблагоприятных условиях образовывать споры. Спорообразующие палочки называют бациллами. Бациллы, напоминающие по форме веретено, называют клостридиями.

Спорообразование представляет собой сложный процесс. Споры существенно отличаются от обычной бактериальной клетки. Они имеют плотную оболочку и очень малое количество воды, им не требуются питательные вещества, а размножение полностью прекращается. Споры способны длительно выдерживать высушивание, высокие и низкие температуры и могут находиться в жизнеспособном состоянии десятки и сотни лет (споры сибирской язвы, ботулизма, столбняка и др.). Попав в благоприятную среду, споры прорастают, т. е. превращаются в обычную вегетативную размножающуюся форму.

Извитые бактерии могут быть в виде запятой — вибрионы, с несколькими завитками — спириллы, в виде тонкой извитой палочки — спирохеты. К вибрионам относится возбудитель холеры, а возбудитель сифилиса — спирохета.

Бактериальная клетка имеет клеточную стенку (оболочку), часто покрытую слизью. Нередко слизь образует капсулу. Содержимое клетки (цитоплазму) отделяет от оболочки клеточная мембрана. Цитоплазма представляет собой прозрачную белковую массу, находящуюся в коллоидном состоянии. В цитоплазме находятся рибосомы, ядерный аппарат с молекулами ДНК, различные включения запасных питательных веществ (гликогена, жира и др.).

Микоплазмы - бактерии, лишенные клеточной стенки, нуждающиеся для своего развития в ростовых факторах, содержащихся в дрожжах.

Некоторые бактерии могут двигаться. Движение осуществляется с помощью жгутиков — тонких нитей разной длины, совершающих вращательные движения. Жгутики могут быть в виде одиночной длинной нити или в виде пучка, могут располагаться по всей поверхности бактерии. Жгутики есть у многих палочковидных бактерий и почти у всех изогнутых бактерий. Шаровидные бактерии, как правило, не имеют жгутиков, они неподвижны.

Размножаются бактерии делением на две части. Скорость деления может быть очень высокой (каждые 15-20 мин), при этом количество бактерий быстро возрастает. Такое быстрое деление наблюдается на пищевых продуктах и других субстратах, богатых питательными веществами.

Вирусы

Вирусы — особая группа микроорганизмов, не имеющих клеточного строения. Размеры вирусов измеряются нанометрами (8-150 нм), поэтому их можно увидеть только с помощью электронного микроскопа. Некоторые вирусы состоят только из белка и одной из нуклеиновых кислот (ДНК или РНК).

Вирусы вызывают такие распространенные болезни человека, как грипп, вирусный гепатит, корь, а также болезни животных — ящур, чуму животных и многие другие.

Вирусы бактерий называют бактериофагами , вирусы грибов - микофагами и т. п. Бактериофаги встречаются повсюду, где есть микроорганизмы. Фаги вызывают гибель микробной клетки и могут использоваться для лечения и профилактики некоторых инфекционных заболеваний.

Грибы являются особыми растительными организмами, которые не имеют хлорофилла и не синтезируют органические вещества, а нуждаются в готовых органических веществах. Поэтому грибы развиваются на различных субстратах, содержащих питательные вещества. Некоторые грибы способны вызывать болезни растений (рак и фитофтора картофеля и др.), насекомых, животных и человека.

Клетки грибов отличаются от бактериальных наличием ядер и вакуолей и похожи на растительные клетки. Чаще всего они имеют форму длинных и ветвящихся или переплетающихся нитей - гифов. Из гифов образуется мицелий, или грибница. Мицелий может состоять из клеток с одним или несколькими ядрами или быть неклеточным, представляя собой одну гигантскую многоядерную клетку. На мицелии развиваются плодовые тела. Тело некоторых грибов может состоять из одиночных клеток, без образования мицелия (дрожжи и др.).

Грибы могут размножаться разными путями, в том числе вегетативным путем в результате деления гиф. Большинство грибов размножаются бесполым и половым путями при помощи образования специальных клеток размножения - спор. Споры, как правило, способны длительно сохраняться во внешней среде. Созревшие споры могут переноситься на значительные расстояния. Попадая в питательную среду, споры быстро развиваются в гифы.

Обширную группу грибов представляют плесневые грибы (рис. 2). Широко распространенные в природе, они могут расти на пищевых продуктах, образуя хорошо видные налеты разной окраски. Причиной порчи продуктов часто являются мукоровые грибы, образующие пушистую белую или серую массу. Мукоровый гриб ризопус вызывает «мягкую гниль» овощей и ягод, а гриб ботритис покрывает налетом и размягчает яблоки, груши и ягоды. Возбудителями плесневения продуктов могут быть грибы из рода пениииллиум.

Отдельные виды грибов способны не только приводить к порче продуктов, но и вырабатывать токсические для человека вещества — микотоксины. К ним относятся некоторые виды грибов рода аспергиллус, рода фузариум и др.

Полезные свойства отдельных видов грибов используют в пищевой и фармацевтической промышленности и других производствах. Например, грибы рода пениииллиум применяются для получения антибиотика пенициллина и в производстве сыров (рокфора и камамбера), грибы рода аспергиллус — в производстве лимонной кислоты и многих ферментных препаратов.

Актиномицеты — микроорганизмы, имеющие признаки и бактерий, и грибов. По строению и биохимическим свойствам актиномицеты аналогичны бактериям, а по характеру размножения, способности образовывать гифы и мицелий похожи на грибы.

Рис. 2. Виды плесневых грибов: 1 — пениииллиум; 2- аспергиллус; 3 — мукор.

Дрожжи

Дрожжи — одноклеточные неподвижные микроорганизмы размером не более 10-15 мкм. Форма клетки дрожжей бывает чаще круглой или овальной, реже палочковидной, серповидной или похожей на лимон. Клетки дрожжей своим строением похожи на грибы, они также имеют ядро и вакуоли. Размножение дрожжей происходит почкованием, делением или спорами.

Дрожжи широко распространены в природе, их можно обнаружить в почве и на растениях, на пищевых продуктах и различных отходах производства, содержащих сахара. Развитие дрожжей в пищевых продуктах может приводить к их порче, вызывая брожение или закисание. Некоторые виды дрожжей обладают способностью превращать сахар в этиловый спирт и углекислый газ. Этот процесс называется спиртовым брожением и широко используется в пищевой промышленности и виноделии.

Некоторые виды дрожжей кандида вызывают заболевание человека — кандидоз.

Сегодня каждый взрослый человек и большинство детей знают, что нас окружают миллиарды микроскопически малых существ, называемых микробами.


Они живут буквально везде: в воздухе, которым мы дышим, и в воде, которую мы пьём, на яблоке, сорванном с ветки, и на шерсти домашней кошки. Но все ли хорошо представляют себе, что такое микробы и чем они опасны, а главное, стоит ли вести с ними бескомпромиссную повсеместную войну?

Что такое микробы?

Прежде, чем ответить на вопрос, что такое микробы, следует вспомнить голландского оптика Антония Левенгука, который зарабатывал на жизнь тем, что шлифовал увеличительные стёкла. Однажды Левенгук задумал создать особенный прибор, который увеличивал бы мелкие предметы более чем в сто раз.

Когда прибор (впоследствии его назвали микроскопом) был готов, экспериментатор стал рассматривать с его помощью разные предметы. Каково было его удивление, когда в капле обычной воды он обнаружил множество мелких созданий, которые активно плавали, сталкивались и даже поедали друг дружку. Левенгук назвал эти существа микробами, что означает «мельчайшее существо» .

Словом «микробы» принято называть все живые существа, неразличимые без микроскопа, кроме вирусов. Их размеры колеблются от долей микрона до нескольких микрон. Некоторые из них представляют собой многоклеточные организмы, но большинство состоят всего из одной клетки.

Сегодня учёным известно, что микробы – это наиболее древние живые существа . Они существуют более трёх с половиной миллиардов лет, из которых в течение примерно миллиарда лет были единственными обитателями Земли.

Разнообразие микробов

Мир микроскопических существ, обитающих на нашей планете, чрезвычайно разнообразен. К микробам относятся:

— бактерии;

— простейшие одноклеточные – амёбы и др.;

— микроскопические грибки.

Считается, что бактерии относятся к классу растений, простейшие и грибки – к «протозоа» , условно говоря – имеют животное происхождение.

Микробы различают по их форме. Например, к названиям круглых бактерий прибавляют окончание -кокки: стафилококки, стрептококки и т.д. Спиралевидные микробы называют спирохетами, палочкообразные – бациллами. Очертания бифидобактерий похожи на двузубую вилку.


Некоторые микробы обладают причудливыми формами, напоминая многолучевые звёздочки, треугольники и другие геометрические фигуры. Некоторые из них неподвижны и не могут передвигаться, другие же обладают специальными жгутиками, при помощи которых довольно быстро плавают в жидкости.

Чем опасны микробы?

Попадая в благоприятную для себя среду, микробы начинают активно размножаться, стремясь заполнить собой всё пространство, пригодное для их существования. Поскольку размножаются они, как известно, делением, то за очень короткий срок их количество многократно возрастает. Если размножение происходит в физиологических жидкостях человеческого организма, то возросшее количество микробов может крайне негативно сказаться на самочувствии человека.

Дело в том, что для своей жизнедеятельности они используют питательные вещества, предназначенные для клеток организма, и тем самым нарушают нормальную деятельность органов. Мало того, в процессе жизнедеятельности они выделяют токсичные вещества, которые действуют на организм крайне неблагоприятно. И чем больше их появляется, тем хуже человек себя чувствует.

Для борьбы с микробами в организме человека есть целый набор защитных средств: повышение температуры, повышение в крови количества лейкоцитов, выводящих токсины, а также специальные клетки-бактериофаги, которые способны нападать на бактерии и уничтожать их, не давая размножаться. Но если организм ослаблен, он не может быстро и в достаточном количестве вырабатывать защитные вещества – и тогда человек заболевает.

Это может быть обычная простуда или расстройство желудка, которые быстро проходят, причиняя лишь лёгкий дискомфорт. Но многие заболевания, вызываемые бактериями, очень опасны и могут привести к смерти: скарлатина, малярия, холера, туберкулёз и т.д. Тяжёлые заболевания вызывают стафилококки – шарообразные бактерии, вызывающие серьёзные воспалительные процессы в тканях.


Чтобы избежать многих заболеваний, следует придерживаться простых правил: почаще мыть руки, не есть немытые овощи и фрукты, не пить неочищенную или некипячёную воду, поддерживать чистоту в своём жилище и держать в порядке вещи. Ну а если уж довелось заболеть, и врач выписал антибиотики – специальные лекарства, которые уничтожают бактерии, то нужно пропить весь курс лекарств, не бросая лечение на середине.

что такое микробы

1. Микробы это мельчайшие живые существа. К ним относятся самые различные по своей природе одноклеточные организмы. Размеры микробов так малы, что их измеряют тысячными и даже миллионными долями миллиметра. Микробы можно рассмотреть только с помощью микроскопа. Микробы, невидимые даже при помощи микроскопа, называют вирусами. пиши)
2. Микробы это мельчайшие живые существа. К ним относятся самые различные по своей природе одноклеточные организмы. Размеры микробов так малы, что их измеряют тысячными и даже миллионными долями миллиметра. Микробы можно рассмотреть только с помощью микроскопа. Микробы, невидимые даже при помощи микроскопа, называют вирусами. Пища должна приготовляться только из доброкачественных продуктов. Однако, если не соблюдаются санитарно-гигиенические требования, пища, приготовленная из доброкачественных продуктов, может стать источником заражения и вызвать желудочно-кишечное заболевание. Это объясняется тем, что при невыполнении требований гигиены и санитарии на продукты или в готовую пищу могут попадать болезнетворные микробы. Впервые микроорганизмы были открыты более 250 лет назад, в XVII веке, когда появилась возможность наблюдать их при помощи оптических приборов луп, дававших увеличение в 160200 раз. Крупный вклад в науку о микробах внес известный французский ученый Луи Пастер (1822 1895 гг.) . Одним из основоположников мировой и отечественной микробиологии был Илья Ильич Мечников (1845 1916 гг.). Микробы могут иметь разнообразную форму, состоят они из одной клетки, исключение составляют только некоторые грибки. Одни микроорганизмы неподвижны, у других имеются реснички или жгутики, при помощи которых они передвигаются. Микробы широко распространены в природе. Так, например, в одном грамме загрязненной воды могут быть десятки миллионов микробов, в одном грамме унавоженной почвы миллиарды и т. д. В окружающей нас среде воздухе, почве, воде находится множество микроорганизмов, откуда они попадают на предметы, одежду, на руки, в пищу, в рот, кишечник.
   Как и всякие живые существа, микроорганизмы питаются и размножаются. У микробов нет специальных органов пищеварения. Питательные вещества проникают в микроорганизмы через оболочку клетки. Поэтому для развития микробов хорошей питательной средой являются продукты, содержащие много воды, молоко, бульоны, мясо, рыба и т. д. Для размножения микробов, кроме питательной среды, необходима благоприятная температура (3740). При наличии питательной среды и соответствующей температуры микробы могут очень быстро размножаться путем деления или почкования (дрожжи) . Примерно через полчаса количество микробов удваивается, через час увеличивается в 4 раза, через два часа в 16 раз и т. д. В неблагоприятных условиях микроорганизмы быстро погибают. Большинство микробов не может существовать без доступа воздуха, из которого они поглощают необходимый им для дыхания кислород. Эти микробы называются аэробными. Имеются микробы, которые, наоборот, не могут жить и развиваться при свободном доступе воздуха. Такие микробы называются анаэробными.
   Микроорганизмы делятся на несколько групп: бактерии, дрожжи, плесневые грибки, вирусы.
3. Микрооргани#769;змы, (микро#769;бы) название собирательной группы живых организмов, которые слишком малы для того, что бы быть видимыми невооружнным глазом (их характерный размер менее 0,1 мм) . В состав микроорганизмов входят как безъядерные (прокариоты) , так и эукариоты: бактерии, некоторые грибы, археи, протисты, но не вирусы, которые обычно выделяют в отдельную группу. Большинство микроорганизмов состоят из одной клетки, но есть и многоклеточные микроорганизмы. Изучением этих организмов занимается наука микробиология.

И мыло – то у нас есть антибактериальное, и порошки всякие с противомикробным эффектом, и пол мы моем со специальным средством, чтобы он был как в операционной стерильным, но почему – то микробов от этого меньше совсем не становится. Так в чём же дело? Почему эти крошечные микроорганизмы, эта маленькая жизнь, никак не хочет погибать, и так ли на самом деле страшен чёрт, в данном случае самый простой крошечный микробик, как его малюют?

Микробы или микроорганизмы – это собирательное название группы живых организмов, которые просто невозможно увидеть невооружённым глазом. В эту группу входят как прокариоты, микробы, не содержащие ядра, и эукариоты, которые это ядро содержат. В группу микробов не входят вирусы, это совершенно другой вид микроорганизмов, который изучает другая наука – вирусология. А микробы изучает микробиология.

Конечно, все мы прекрасно знаем, что микробы и бактерии, а ведь бактерии – это одна из разновидностей микробов, очень часто вызывают смертельно – опасные заболевания. Такие микроорганизмы называются патогенными. Такие микробы вызывают сальмонеллёз, туберкулёз, гонорею, столбняк, брюшной тиф, холеру, чуму. Большинство этих болезней опасны для жизни.

Но есть и полезные микробы, которые из молока делают кефир и простоквашу, которые помогают в изготовлении пива и шампанского, используются при получении кваса и в выпечке хлеба, и даже в производстве сыра. Так что без микробов и здесь никак. А ещё микробы, очень полезные бактерии, живут в нашем кишечнике. Это бифидобактерии, без которых невозможно нормальное пищеварение.

Бактерии не бывают только одной формы. Например, для круглых микроорганизмов есть название кокки, бактерии в форме палочек называются бациллами, а спиралевидные микробы – спирохеты. Иногда бывают микробы и в форме звёздочек, квадратиков и треугольников. А вот бифидобактерии очень похожи на вилку с двумя зубчиками.

Многие бактерии практически совсем не умеют передвигаться, другие же наоборот делают это довольно шустро. Делают они это при помощи жгутиков. Но есть и такие микробы, которые отлично могут даже нырять. Это происходит благодаря тому, что микроб просто меняет свою плотность.

Бактерии очень редко живут поодиночке. Чаще всего они объединяются в колонии, причём каждый микроб в таком семействе делает только свою работу и живёт самостоятельной жизнью, которая совсем не зависит от жизни его собратьев.

Бактерии размножаются несколькими способами. Это может быть деление или почкование, когда один материнский организм без участия мужского организма просто делится на две разные клетки. Правда иногда этих клеток может быть и не две, а несколько тысяч за одно деление. Именно так делятся некоторые цианобактерии. Есть у бактерий и примитивное половое размножение, во время которого происходит передача генетического материала от бактерии – мамы бактерии – папы «новорожденному», а это очень важно.

Всё это огромное количество микробов делится на два больших лагеря – анаэробы, которые для нормальной жизни и размножения вообще не используют кислород, а аэробы, которые без кислорода жить просто не могут. Иногда, зная то, к какой группе относится тот или иной микроорганизм, с ним можно легко справиться.

Бактерии должны заслуживать наше внимание не только из-за того, что они вызывают очень многие болезни, но и потому, что на нашей планете они возникли очень – очень давно и были первыми обитателями Земли. Ведь самые первые бактерии – цианобактерии – появились на нашей планете три с половиной миллиарда лет назад и до сих пор обитают рядом с нами.