А.И. Нетрусов, И.Б. Котова - Микробиология (1125593)
Текст из файла
ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ А.И. НЕТРУСОВ, И.Б. КОТОВА МИКРОБИОЛОГИЯ Учебник Допущено Министерством образования и паули Российснои Федерации в ночеапве учебнина для студентов высших учебных заведенио, обучающихся по направлению подготовхи ба«алвара «Биологияв и биологичесним специольноопям 3-е издание, исправленное АСА0сгй А Москва Издательский центр «Академия 2009 УДК 579(075.8) ББК 28.4я73 Н573 Рецензенты: профессор и. Б. Градова (кафедра биотехнологии МХТУ им. Д. И.
Менделеева); профессор )О.22. Цыганков (ФГУП ГосНИИгенстика») Нетрусов А.И. Н573 Микробиология: учебникдля студ. высш. учеб. заведений/ А. И. Нструсов, И. Б. Котова. — 3-е изд., испр. — М.: Издательский центр «Академия», 2009. — 352 с. !БВ)Ч 978-5-7695-6632-5 В учебнике привелены современные сведения о систематике прокарнот, их строении, регуляции метаболизма, осаещены вопросы наследственности, изменчивости. экологии микроорганизмов, определения их численности и изучения активности в прироле с помоцзыо различных методов. Представлены метолы отбора проб почвы, воды, воздуха. биологических образцов, затронуты проблемы загрязнения природных экосистем и возможности самоочищения, рассмотрена роль микроорганизмов в эволюции биосферы. даны рекомендации по их практическому применению.
Для студентов биологических специальностей университетов. УДК 579(075.8) ББК 28.4я73 Оригинал-макет данного издания янлнетсл собственностью Издательского центра «4кадемия», и его воспроизведение любым способам без соазасия правообладателя запрещается Ю Нетрусов А.И., Котова И.Б., 2006 Ю Образовательно-издательский центр «Академия», 2006 !БВН 970-5-7695-6652-5 Ю Оформление. Излательский центр «Академия, 2006 ПРЕДИСЛОВИЕ Цель авторов учебника — изложить современные сведения о мире микроорганизмов с использованием большого количества рисунков и схем, позволяющих быстрее и лучше понять суть изучаемых процессов. Наряду с традиционным материалом, излагаемым в курсе микробиологии по биохимии, физиологии и генетике микроорганизмов, в учебнике даны современные представления о систематике прокариот, основанные на анализе последовательностей гена, кодируюшсго синтез 16Б рРНК, о методах экологии микроорганизмов, морфологии и цитологии прокариот, базирующихся на последних научных достижениях.
Учебник включает ! 3 глав по истории микробиологии, систематике, морфологии, культивированию и росту клеток, действию физико-химических факторов на микроорганизмы, мстаболизму и его регуляции, генетике и экологии микроорганизмов. В нем рассмотрены методы, использусмыс при изучении экологических аспектов деятельности и практического применения микроорганизмов. Книгу завершает систематический обзор филогснетических и физиологических групп прокариот, удовлетворяющий современному уровню знаний в этой области.
Авторы учебника благодарны рецензентам книги — профессору Н. Б. Градовой (кафедра биотехнологии МХТУ им. Д. И. Менделеева) и профессору Ю.Д.Цыганкову (ФГУГ1 «ГосНИИгснетикаь) за внимательное прочтение рукописи и высказанные замечания, которые были учтены при подготовке рукописи к изданию. Авторы будут признательны читателям за присланные замечания и пожелания.
ВВЕДЕНИЕ Необходимость появления данной книги продиктована интересом, возникшим в последнее время к миру микроорганизмов и биотехнологическим процессам, разрабатываемым на основе их активностей. Микроорганизмы представляют собой, по определению, невидимыс человеческому глазу без увеличения существа, которые вездесущи и проводят в природе колоссальную работу, заключающуюся прежде всего в минерализации отмершего биологического материала (микробный цикл углерода и связанный с ним цикл кислорода). Без микробов было бы невозможно существование глобальных циклов азота и серы.
Микроорп1низмы, несмотря на их малые размеры и массу, составляют в целом биомассу, болыпе чем вся остальная биомасса на Земле (растения и животныс вместе взятые). Основными объектами изучения микробиологии являются прокариоты, которые на основании определения последовательностей генов, кодируюших 16Б РРН К, отнесены к двум ломснам живого на Земле, в третий домен помещены все растения, животныс и все эукариотическис микроорганизмы — водоросли, грибы и простейшие. Микроорганизмы населяют все экологические ниши и живут там, где развиваются животные и растения, а также во многих других ареалах, в которых нс могут развиваться другие живые организмы — при высоких (до 113'С) и низких (до -36 С) температурах, высоких (до 1400 атм) давлениях, при полном отсутствии кислорода, в условиях высокой солености (в насыщенных растворах 1ЧаС1), при высокой кислотности (РН 0 — 1) и щелочности (рН до 11).
Микроорганизмы-прокариоты могуг развиваться в скальных породах на глубине до 6 км, на вершинах высоких гор (6 — 7 км), в безводных пустынях, на поверхности зданий, сооружений и памятников. Споры микробов чрезвычайно устойчивы, они могут выдерживать условия космического пространства и выживать в течение 20 — 30 млн лет (например, в кишечнике пчелы, замурованной в кусочке янтаря). Общая микробиология.
Занимается изучением неболезнстворных (непатогенных) микроорганизмов, их распространением, систематикой, метаболизмом, экологией и т.д. Поэтому в обшей микробиологии выделяют следующие направления: ° яромыяглеяяая микробиология (часть обшей науки биотехнологии) — исследует микроорганизмы и процессы, приводящие к образованию полезных веществ или продуктов. В этой области зна- ний, объединяющей фундаментальную науку (получение новых генно-инженерных штаммов высокой производительности) и технологию (крупномасштабное выращивание микроорганизмов), можно отдельно выделить производства антибиотиков для медицины и ветеринарии, ферментов, спиртов, органических и аминокислот, витаминов и гормонов — все эти производства основаны на применении микроорганизмов. Частью промышленной микробиологии можно считать пищевую микробиологию с производством молочнокислых, алкогольных, заквашенных продуктов и хлеба; ° сельскохозяйственная микробиология имеет дело с проблемами, связанными с повышением плодородия почвы и урожайности растений.
В последнее время активно развивается отрасль этой науки — получение трансгенных растений; ° экология микроорганизмов, бурно развиваясь в последнее время, вобрала в себя многие проблемы, которые раньше решали водная микробиология и геологическая микробиология; ° космическая микробиология решает задачи поиска жизни на других планетах, проблемы возможного загрязнения космоса земными микробами (спорами), развития микроорганизмов на космических кораблях и привнесения «космических пришельцев-микробов» на Землю; Медицинская микробиология.
Имеет дело с патогенными микроорганизмами, вызывающими болезни человека: ° санитарная микробиология является частью медицинской микробиологии, объекты исследования которой — эпидемиология и санитарный контроль окружающей среды (вода, воздух, почва) и пищевых продуктов; ° ветеринарная микробиология изучает проблемы эпидемиологии и здоровья сельскохозяйственных и диких животных. Некоторые исследователи считают разделом микробиологии и вирусологию, однако в нашей стране традиционно проблемы разнообразия вирусов и изучения вирусных инфекций рассматривает наука вирусология.
Мир микроорганизмов во всем его разнообразии еще далеко не познан. Данные, полученные с помощью методов молекулярной биологии (амплификация, разделение и сиквенс генов, кодирующих )6$ рРНК) в изучении распространения микроорганизмов, позволяют утверждать, что человек способен культивировать лишь менее ! % всех микроорганизмов, живущих на Земле. Если скорость идентификации новых видов будет оставаться на современном уровне, то для описания и классификации всех животных понадобится 30 лет, всех растений — 50 лет, а всех микроорганизмов— ! 0 тыс.
лет! В связи с этим перед микробиологами стоит задача ускорения выделения, идентификации и классификации новых, еще не открытых микроорганизмов, для скорейшего завершения познания биологического разнообразия микробов на Земле. Глава 1 МИКРОБИОЛОГИЯ КАК НАУКА. ИСТОРИЯ МИКРОБИОЛОГИИ Микробиология как наука Микробиология — наука о живых организмах, не видимых невооруженным человеческим глазом, размерами менее ! мм.
Объектами микробиологии являются прокариотическис организмы— бактерии и археи, а также эукариоты — простейшие, микроскопические водоросли, низшие грибы. Место микробиологии в системе биологических наук определяется спецификой ее объектов: во-первых, микробиология — это наука об определенном классе объектов, и в этом смысле она аналогична таким дисциплинам, как ботаника и зоология; вовторых, микробиология изучает на своих объектах общие фундамснтальныс законы развития всего живого и таким образом относится к физиолого-биохимической ветви биологических дисциплин. И наконец, микробиология — это наука, исследующая объекты и явления на стыке одно- и многоклеточности. Роль микробиологии определяется значением микроорганизмов в природных процессах и в человеческой деятельности: ° микроорганизмы участвуют в глобальном круговороте элементов, причем ряд стадий был бы невозможен без них, например фиксация молекулярного азота, денитрификация или минерализация сложных органических веществ„ ° на деятельности микроорганизмов основан целый ряд необходимых человеку производств (хлебопсчсние, пивоварсние, виноделие, получение молочнокислых продуктов, производство различных индивидуальных химических веществ, антибиотиков, гормонов, ферментов и т.д.); ° микроорганизмы используются лля очистки окружающей среды от различных природных и антропогенных загрязнений; ° многие микроорганизмы являются возбудителями заболеваний человека, животных, растений, а также вызывают порчу продуктов питания и различных промышленных материалов; ° микроорганизмы могут служить инструментами и модельными системами для других дисциплин, например генной инженерии.
Исходя из выполняемых задач, сама микробиология подразделяется на общую, частную (отдельных групп микроорганизмов) и медицинскую. История развития микробиологии История развития микробиологии исчисляется примерно с 166! г., когда голландский торговец сукном Антони ван Левенгук впервые описал микроскопические существа, наблюдаемые им в микроскоп собственного изготовления. А.Левенгук в свободное время конструировал микроскопы с короткофокусными, почти сферическими линзами, дававшими увеличение в 50 — 300 раз, и изучал самый широкий спектр объектов — микроструктуру растительных и животных клеток, сперматозоиды и эритроциты, различные субстраты естественного и искусственного происхождения, поэтому следует отметить его вклад и в развитие других наук.
Для микробиологии же важно, что он впервые увидел микробов и описал их основные группы, а также сделал вывод о том, что они вездесущи. Описания своих наблюдений, сопровождаемые тщательными зарисовками, А.Левенгук посылал в Английское Королевское общество, где они были переведены со староголландского на английский язык. Этот период истории микробиологии можно условно назвать описательным. Физиологический этап развития микробиологии начался приблизительно с середины Х!Х в. и связан с именами французского химика-кристаллографа Луи Пастера и немецкого сельского врача Роберта Коха. Эти ученые положили начало экспериментальной микробиологии и существенно обогатили методологический арсенал этой науки.
Характеристики
Тип файла DJVU
Этот формат был создан для хранения отсканированных страниц книг в большом количестве. DJVU отлично справился с поставленной задачей, но увеличение места на всех устройствах позволили использовать вместо этого формата всё тот же PDF, хоть PDF занимает заметно больше места.
Даже здесь на студизбе мы конвертируем все файлы DJVU в PDF, чтобы Вам не пришлось думать о том, какой программой открыть ту или иную книгу.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
