Микробиология

МИКРОБИОЛОГИЯ

Н.Н. МИНИНА

Москва 
ИНФРА-М 

2024

УЧЕБНИК

УДК 579(075.8)
ББК 28.4я73
 
М57

Минина Н.Н.
М57  
Микробиология : учебник / Н.Н. Мининa. — Москва : ИНФРА-М, 
2024. — 251 с. — (Высшее образование). — DOI 10.12737/1864666.

ISBN 978-5-16-017645-1 (print)
ISBN 978-5-16-110256-5 (online)
В учебнике изложены основы общей и частной микробиологии: история возникновения; предмет и задачи; принципы систематики, морфология и строение микроорганизмов, физиология бактерий, влияние условий 
внешней среды на микроорганизмы и методы лабораторной диагностики, 
а также средства специфической профилактики и лечения. Представлены 
основы учения об инфекции и иммунитете; даны понятия об использовании вакцин, сывороток и диагностических препаратов. Описаны основы 
асептики и антисептики. Приведены список основных сокращений и словарь основных терминов и определений.
Соответствует требованиям Федерального государственного образовательного стандарта последнего поколения.
Учебник предназначен для студентов направления под готовки 06.03.01 
«Биология», а также будет интересен магистрантам, аспи рантам, преподавателям и научным сотрудникам, которые занимаются исследованиями 
в области микробиологии, иммунологии и санитарной микробиологии.

Исследование выполнено в рамках программы Министерства науки 
и высшего образования Российской Федерации «ПРИОРИТЕТ 2030» 
(Национальный проект «Наука и университет»).

This study was funded by the Ministry of Science 
and Higher Education of the Russian Federation «PRIORITY 2030» 
(National Project «Science and University»).

УДК 579(075.8)
ББК 28.4я73

Р е ц е н з е н т ы:
Кутлин Н.Г., доктор биологических наук, профессор, профессор 
 кафедры био логии, экологии и химии Башкирского государственного университета;
Жуков Н.Н., кандидат биологических наук, доцент кафедры биологии и технологии живых существ Тульского государственного педагогического университета имени Л.Н. Толстого

ISBN 978-5-16-017645-1 (print)
ISBN 978-5-16-110256-5 (online)
© Минина Н.Н., 2023

Список сокращений

АДФ — аденозиндифосфорная кислота
АТФ — аденозинтрифосфорная кислота
БГКП — бактерии группы кишечной палочки
ВОЗ — Всемирная организация здравоохранения
ДНК — дезоксирибонуклеиновая кислота
ЕД — единица действия
КМА — количество мезофильных аэробов
МАФАнМ — мезофильные аэробные и факультативно анаэроб
ные микроорганизмы

Мкм — микрометр
МПА — мясопептонный агар
МПБ — мясопептонный бульон
МПЖ — мясопептонный желатин
МППБ — мясопептонный печеночный бульон
нм — нанометр
ОМЧ — общее микробное число
ПДК — предельно допустимые концентрации
РНК — рибонуклеиновая кислота
РП — реакция преципитации
РСК — реакция связывания комплемента
СПМ — санитарно-показательные микроорганизмы
ЦНС — центральная нервная система
Вас. — Bacillus Bact. — Bacterium
Cl. — Clostridium

Предисловие

Учебник «Микробиология» подготовлен для обучения спе
циалистов с учетом требований программы Федерального государственного образовательного стандарта высшего образования 
последнего поколения по направлению 06.03.01 «Биология». 
Он может быть использован для изучения теоретического материала, подготовки к занятиям и экзаменам.

Предлагаемый учебник позволит студентам ознакомиться 

с историей возникновения микробиологии как науки; особенностями строения и распространения микроорганизмов в природе; 
происхождением и принципами классификации прокариотов; 
морфологическими особенностями, характеристикой роста и метаболизма микроорганизмов, особенностями их существования 
и питания, действием факторов среды на микроорганизмы. В учебнике приведены основы микологии, вирусологии, изложены основы 
учения об инфекции и иммунитете, а также введены понятия 
об асептике и антисептике.

Учебник составлен в классическом стиле, для наглядности 

снабжен иллюстрациями. После каждой главы приводятся контрольные вопросы и задания, позволяющие закрепить изученный 
материал. Учебник поможет удовлетворить запросы студентов, 
 аспирантов, преподавателей и научных сотрудников — всех, кому 
он адресован.

В результате изучения курса «Микробиология» студент будет:
знать

 
• состояние и перспективы развития микробиологии;

 
• основные разделы современной микробиологии;

 
• историю, роль микробиологии в комплексе биологических наук;

 
• особенности морфологии, физиологии и воспроизведения мик
роорганизмов;

 
• особенности таксонов микроорганизмов, их систематику;

 
• сходство и основные различия прокариот и эукариот;

 
• принципы классификации, номенклатуру;

 
• роль микроорганизмов в эволюционном процессе;

 
• важнейшие свойства микроорганизмов и вирусов, их глобаль
ную роль в природе и различных сферах человеческой деятельности;

 
• особенности роста и метаболизма бактерий;

 
• основные понятия об инфекции и иммунитете;

• основные противомикробные мероприятия и способы их приме
нения;

 
• основы химиотерапии и химиотерапевтические препараты;

уметь

 
• систематизировать основные группы микроорганизмов;

 
• определять виды микроорганизмов;

 
• применять основные противомикробные мероприятия;

 
• использовать основные химиотерапевтические препараты;

владеть

 
• способами идентификации микроорганизмов;

 
• методами культивирования микроорганизмов;

 
• навыками использования противомикробных мероприятий 

и химиотерапевтических препаратов.

Глава 1 

ПРЕДМЕТ, ОБЪЕКТ И ИСТОРИЯ  
РАЗВИТИЯ МИКРОБИОЛОГИИ

1.1. ОТКРЫТИЕ МИКРООРГАНИЗМОВ

Микробиология (от греч. mikros — мелкий, bios — жизнь, logos — 

учение) — раздел биологической науки, который изучает особенности распространения, строения, функций, химической активности, условий развития, а также значение в природе и жизнедеятельности человека микроскопически малых живых организмов 
(микроорганизмов), которых нельзя увидеть обычным глазом.

Микроорганизмы очень многочисленны и разнообразны. Пред
ставители микроорганизмов встречаются в природе повсюду: 
в почве и воздухе, в воде и в продуктах питания, на человеке, животных и растениях и на всех предметах, их окружающих. Микроорганизмы в природе имеют очень важную биохимическую функцию: 
разлагают остатки растений и животных, применяются в технологических процессах производства большинства продуктов питания, 
биологически активных соединений (витамины, антибиотики, ферменты), в генной инженерии, а также в различных областях народного хозяйства. Однако многие микроорганизмы наносят большой  
ущерб народному хозяйству, способствуя разложению промышленных и сельскохозяйственных продуктов. Ежегодно погибают примерно 30% продуктов растениеводства из-за порчи их микробами.

Среди микроорганизмов есть патогенные (болезнетворные) ми
кробы, вызывающие поражения животных, человека и растений. 
Многие патогенные микроорганизмы размножаются или долго сохраняются в живом состоянии на продуктах. Попадая в тело человека, они вызывают пищевые отравления и тяжелые инфекционные 
заболевания.

В современных условиях развития хозяйства, когда идет уско
рение научно-технического прогресса, в большей степени усиливается роль микробиологической науки.

К объектам изучения микробиологической науки относятся 

организмы, размеры которых составляют не более 0,1 мм. К ним 
причисляют простейшие одноклеточные водоросли, микроскопические грибы, бактерии, вирусы.

Микроорганизмы встречаются в природе повсюду. Имея очень 

мелкие размеры, они в большом количестве содержатся в раз

личных субстратах (1 г вещества может содержать огромное количество клеток).

В течение всего периода истории человечество жило в окру
жении различных микроорганизмов, даже не подозревая об их наличии. Размеры микробов были ниже предела, видимого человеческим глазом, а первые увеличительные приборы появились лишь 
в Древнем Вавилоне, когда археологи нашли приспособления 
из горного хрусталя в виде двояковыпуклых линз. С изобретением 
линз человечество получило возможность сделать первые шаги 
на пути изучения микромира.

В дальнейшем все совершенствования увеличительной техники 

связаны с развитием астрономической науки и относятся к XVI–
XVII вв. Именно в это время (1610 г.) Г. Галилей (1564–1642) создал первый микроскоп. 

Изобретение микроскопа открыло человечеству путь для но
вых возможностей в изучении живой природы. Р. Гук (1635–1703) 
открыл и описал особенности ячеистого строения ткани древесины и предложил термин «клетка». Все последующие этапы исследования мира микроорганизмов неразрывно связаны с усовершенствованием увеличительных приборов.

А. ван Левенгук (1632–1723) первым 

смог увидеть микроорганизмы. В 1676 г. 
благодаря своему увеличительному приспособлению он первым увидел в капле 
воды бактерии. Отчеты по проведенным 
наблюдениям ученый передал в Лондонское королевское общество, позже он был 
избран членом этого общества.

Ученые того времени пытались найти 

ответ на три основных вопроса: какова 
основа процессов брожения и гниения, каковы основы возникновения инфекционных заболеваний и как происходит самозарождение организмов. 
Эти вопросы стали стимулом для изучения микромира и привели 
к появлению науки микробиологии.

Так, Я.Б. ван Гельмонт (1577–1644) — голландский алхимик — 

предложил термин «брожение».

Г.Э. Шталь (1660–1734) — химик и врач из Германии — описал 

химизм процессов брожения и гниения. Однако это не было принято всеми учеными. Многие считали, что в процессе брожения 
важную роль играют дрожжи.

А. ван Левенгук 
[Гусев М.В., 2008. С. 6]

Французские ученые — химик и нату
ралист Ж.-Л. Л. де Бюффон (1707–1788), 
А. Лавуазье (1743–1794) и ботаник Ш. Каньяр де Латур (1777–1859) в результате 
проведенных исследований сделали заключение о том, что в основе брожения лежит деятельность дрожжей. 

Э. Дженнер (1749–1823) — английский 

ученый, который в 1796 г. впервые использовал ослабленных или убитых возбудителей коровьей оспы для предохранения 
людей от натуральной оспы.

Началом современных наук — микро
биологии и иммунологии — считаются ра
боты известнейшего французского естествоиспытателя Луи Пастера (1822–1895). Научные изыскания ученого, связанные с жизнедеятельностью различных микроорганизмов, охватывали все 
важнейшие проблемы биологии тех лет и были очень много гранны. 

Л. Пастер открыл анаэробный тип существования, предложил 

термины «аэробные» и «анаэробные» организмы. Ученый опытным 

путем опроверг теорию само зарождения 
жизни. Пастер предложил способы предупреждения проникновения микроорганизмов из окружающей среды в различные субстраты, которые были названы термином 
«пасте ри зация». Работы Л. Пастера в сфере 
ис сле до вания инфекционных за болеваний 
животных и человека способствовали выяснению природы данных заболеваний и выявлению способов борьбы с ними, тем самым 
дав начало формирова нию таких направлений, как медицинская мик робиология и иммунология. Прово ди мые им эксперименты 
на куриной холере дали возможность сформулировать основной принцип для про
филактики всех инфекционных заболеваний — принцип иммунизации организмов ослабленными или убитыми возбудителями. 

Пастер предложил способ вакцинации. Использование вакцин 

дало прекрасные результаты для лечения и профилактики многих 
болезней. Еще при жизни ученого в нескольких странах были созданы Пастеровские станции, где занимались изготовлением вакцины. В России первая Пастеровская станция была создана 

Э. Дженнер 
[Каменек Д.В., 2021. С. 7]

Луи Пастер 
[Черкес Ф.К. и др.,  
1986. С. 8]

в г. Одессе в 1886 г. Л. Пастер предложил метод изготовления 
вакцин и способы проведения профилактических прививок, тем 
самым заложив основы иммунологии. 

За огромные заслуги в 1882 г. ученый был избран членом Ака
демии наук Франции, а в 1893 г. стал почетным членом в Петербургской академии наук. В 1888 г. в Париже на деньги, собранные 
по международным подпискам, был основан институт микробиологии, первым руководителем которого 
был сам Луи Пастер. 

Э. фон Беринг (1854–1917) в 1890 г. об
наружил, что введение в организм животного выделенных из дифтерийных бактерий 
токсинов способно предупреждать заболевание, которое вызывается целой бактерией. Изготовленные из крови больных животных препараты (сыворотка) способствовали исцелению детей, больных дифтерией. 
Вещество, которое способно нейтрализовать токсин и появляется в крови только 
при его попадании, названо антитоксином. 
В дальнейшем аналогичные вещества стали 
называться антителами, а агент, который дает образование данных 
антител, — антигеном. За эти открытия Э. фон Беринг в 1901 г. получил Нобелевскую премию в области физиологии и медицины.

1.2. ОСОБЕННОСТИ СТАНОВЛЕНИЯ МИКРОБИОЛОГИИ 

И ИММУНОЛОГИИ В XIX ВЕКЕ 

Успешное развитие микробиологии 

как науки в XIX в. связано с появившимися идеями и новыми методическими 
разработками, введенными в микробиологические изыскания Л. Пастером. Английский ученый, хирург Дж. Листер (1827–
1912) впервые предложил для медицинской практики дезинфекцию карболовой 
кислотой хирургических инструментов 
перед началом операций.

Р. Кох (1843–1910) является основа
телем как медицинской микробиологии, 
так и иммунологии. В 1877 г. он выпустил 
работу, посвященную возбудителю сибир
Э. фон Беринг 
[Каменек Д.В., 2021. С. 8]

Роберт Кох 
[Черкес Ф.К. и др.,  
1986. С. 11]

ской язвы, а в 1882 г. об наружил и описал возбудителя туберкулеза — туберкулезную  палочку, за что в 1905 г. получил Нобелевскую премию. Р. Кох также является первооткрывателем возбудителя холеры — холерного вибриона.

Л.С. Ценковский (1822–1887) считается родоначальником мик
робиологии в России. Он является организатором одной из первых 
российских Пастеровских станций, а в 1883 г. предложил вакцину 
от сибирской язвы, которая была названа «живой вакциной Ценковского».

Н.Ф. Гамалея (1859–1949) — ученый, который привнес огром
ный вклад в становление таких наук, как иммунология, вирусология, медицинская микробиология, учение о дезинфекции. Ученый 
изучил возбудителей таких заболеваний, как бешенство, туберкулез, холера, чума, им также разработана вакцина против холеры.

Д.К. Заболотный (1866–1929) является основоположником эпи
демиологии, он предложил учение о природной очаговости чумы 
и описал значение диких грызунов как природного резервата чумной палочки. Ученый впервые в России разработал и читал микробиологию как отдельную науку слушателям, посещавшим высшие 
женские курсы в Петербурге. 

С.Н. Виноградский (1856–1953) работал в Институте экс
периментальной медицины (ИЭМ) и занимался вопросами мик
робиологии почв. В 1903 г. им основано 
Русское микробиологическое общество, 
а в 1922 г. он становится заведующим агробактериологическим отделом Пастеровского института (Париж), которым и руководит до самой смерти в 1953 г. Проводил 
исследования, связанные с микробиологией почв, и создал новое научное направление — экологическую микробиологию. 
Ученый предложил микроэкологический 
принцип для исследования микроорганизмов, в основе которого лежит создание 
элективных условий для выращивания 
 микроорганизмов, а также открыл новые 
микроорганизмы — хемолитоавтотрофы.

В.Л. Омелянский (1867–1928) — последователь и ученик 

С.Н. Виноградского — исследовал нитрифицирующие, азотфиксирующие и пектинолитические бактерии, а также впервые выделил 
и изучил целлюлозоразлагающие бактерии. В.Л. Омелянским был 
написан первый учебник по микробиологии в России.

С.Н. Виноградский 
[Гусев М.В., 2008. С. 13]