Основы микробиологии

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ 
РОСТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭКОНОМИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ 
«РИНХ» 
 
 
 
 
 
 
 
Ивахненко Т.Е., Павленко О.В. 
 
 
 
ОСНОВЫ МИКРОБИОЛОГИИ 
 
 
УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ростов-на-Дону 
2007 

УДК 57 (075) 
И 17 
 
И 17 
Ивахненко Т.Е., Павленко О.В. Основы микробиологии : учебное пособие / Ростовский государственный экономический университет 
«РИНХ». — Ростов н/Д, 2007. — 76 с. 
 
ISBN 978-5-7972-1092-4 
 
 
 
Учебное пособие по курсу «Основы микробиологии» предназначено для 
самостоятельной работы студентов очной и заочной формы обучения по специальности 080401 «Товароведение и экспертиза товаров».  
 
 
 
 
Авторы-составители: 
к.х.н., доцент Ивахненко Т.Е. 
ст. преподаватель Павленко О.В. 
 
Рецензенты: 
к.б.н., с.н.с. Крукиер И.И. 
к.т.н., доцент Шепелев А.Ф. 
 
 
 
 
 
 
УДК 57 (075) 
 
 
 
Утверждено в качестве учебного пособия редакционно-издательским советом РГЭУ «РИНХ» 
 
 
 
 
ISBN 978-5-7972-1092-4 
© Ростовский государственный 
 
экономический университет 
 
«РИНХ», 2007 
 

Содержание 
 
Введение..................................................................................................................... 4 
Глава 1. Методы микробиологии............................................................................. 7 
Глава 2. Морфология микроорганизмов...............................................................14 
Глава 3. Метаболизм микроорганизмов................................................................36 
Глава 4. Экология микроорганизмов (распространение в природе...................44 
Глава 5. Превращения химических элементов и их соединений  
под воздействием микроорганизмов .....................................................................51 
Глава 6. Болезни человека, вызываемые микроорганизмами.............................58 
Глава 7. Основы микробиологического производства........................................60 
Глава 8. Микробиология важнейших пищевых продуктов ................................67 
Список использованной литературы.....................................................................75 

Введение 
 
Микробиология — наука, изучающая морфологию, физиологию, экологию, генетику мельчайших организмов — микробов, их роль и значение в жизни человека, животных и растений. Кроме того, она изучает превращение веществ в природе, инфекцию и иммунитет, возбудителей некоторых инфекционных заболеваний, микробиологические процессы, протекающие в кормах, продуктах животного происхождения, и т.д.  
Микроорганизмы настолько малы (диаметр менее 1 мм), что их можно 
обнаружить лишь с помощью оптического или электронного микроскопа. В 
таксономическом отношении микроорганизмы весьма разнообразны. К ним относятся некоторые многоклеточные, простейшие, многие грибы и водоросли, а 
также бактерии. К особой группе ультрамикроскопических организмов относятся вирусы, не имеющие клеточного строения и являющиеся возбудителями 
различных заболеваний человека, животных и растений. Известны также ультрамикроскопические паразиты микроорганизмов, так называемые фаги, являющиеся вирусами микробов.  
Мир микробов открыл голландский коммерсант Антони ван Левенгук 
(1680 г.). Его открытия были опубликованы Английским научным королевским 
обществом и быстро стали широко известны. Основу микроскопа Левенгука 
составляла короткофокусная линза. Наибольшее увеличение, которого смог 
достичь Левенгук, составляет несколько меньше 1/3 максимального увеличения, которое можно получать при помощи современного сложного светового 
микроскопа. С момента открытия Левенгуком микроорганизмов существовало 
две теории происхождения микроорганизмов: 1) доктрина «абиогенеза» — зарождение живых существ из неживой материи и 2) происхождение из «зародышей», которые всегда имеются в воздухе. 
К 1860 году ученые пришли к выводу, что между развитием микроорганизмов в органических настоях и происходящими в них химическими процессами существует причинная связь, то есть эти изменения вызываются микроорганизмами.  
Огромное значение для развития микробиологии имеют эксперименты 
французского исследователя Луи Пастера (1822–1895 гг.). Он показал, что в 
воздухе содержится большое количество микроорганизмов и они начинают 
развиваться, попадая в стерильный настой. Пастер предложил метод стерилизации, осуществляемый в результате кратковременного нагрева до высоких температур, получивший название в честь этого ученого. Большую роль сыграли 
исследования Пастера в изучении явлений брожения и гниения. Эти исследования вели свое начало от практики. Винокуры Лилля, где производство спирта 
из свекловичного сахара было важной отраслью промышленности, пригласили 
Пастера для изучения причин возникновения различных болезней вина. Спиртовое брожение частично заменялось брожением другого типа, при котором сахар превращался в молочную кислоту. Двадцать лет Пастер исследовал различные типы брожения и пришел к выводу, что каждый тип брожения, характери

зуемый главным конечным органическим продуктом, сопровождается развитием микроорганизма определенного типа. Изучая брожение, Пастер открыл еще 
один фундаментальный биологический факт: существуют микроорганизмы, которые могут жить только в отсутствии свободного кислорода. Им были введены 
термины «аэробный» и «анаэробный» (жизнь в присутствии и отсутствии кислорода).  
Важное открытие было сделано англичанином Джоном Тиндалем. В результате проведенных им исследований он пришел к выводу, что не все микроорганизмы могут быть уничтожены длительным кипячением, проводимым однократно. В некоторых случаях (настой сена) гораздо лучший результат достигался после непродолжительного кипячения, которое проводилось с промежутком во времени (тиндализация). Эти опыты позволили объяснить тот факт, что 
некоторые бактерии могут образовывать эндоспоры, устойчивые к нагреванию. 
В настоящее время доказано, что в простерилизованных органических растворах микроорганизмы спонтанно не возникают. Это, однако, не исключает того, 
что жизнь на Земле возникла путем своего рода «самозарождения». 
Около 1840 года в медицинскую практику была введена анестезия, что 
позволило открыть широкие возможности для развития хирургических методов 
лечения. Все более серьезной становилась проблема хирургического сепсиса. 
Последователь Пастера английский хирург Джозеф Листер разработал меры, 
предотвращающие попадание микроорганизмов в раны: стерилизация инструментов, дезинфекция перевязочных материалов и помещений. Он добился резкого снижения частоты сепсиса, что явилось косвенным доводом в пользу теории микробного происхождения болезней, которая в то время еще не была доказана.  
Практика опередила теорию и в случае, когда за полвека до этого Аппер 
разработал методы консервирования пищевых продуктов. Окончательно тот 
факт, что бактерии могут служить специфическими возбудителями инфекционных заболеваний, был установлен и доказан немецким сельским врачом Робертом Кохом в 1876 году. Он исследовал бактерии, вызывающие заболевание сибирской язвы у животных. Его опыты отвечали критериям, сформулированным 
Генле за 36 лет до того времени. Кох проводил эксперименты, подтверждающие причинную связь между данным микроорганизмом и определенной болезнью. Согласно результатам анализов Кох сформулировал 4 постулата: 
1) данный микроорганизм должен присутствовать в каждом случае данной болезни;  
2) микроорганизм должен быть выделен из заболевшего хозяина и 
должна быть получена чистая культура;  
3) чистая культура при введении ее восприимчивому хозяину должна 
вызвать данную болезнь;  
4) тот же микроорганизм можно вновь выделить из экспериментально 
зараженного животного. 

Кох также пришел к выводу, что данное специфическое заболевание 
способен вызвать лишь один тип бацилл, а введение других бактерий либо вообще не вызывает болезни, либо приводит к другим заболеваниям.  
Институты, созданные в Париже для Пастера и Берлине для Коха, стали 
мировыми центрами бактериологии. В институте Пастера были разработаны 
фильтры, способные задерживать клетки бактерий и дающие возможность получать не содержащие бактерий фильтры. В 1892 году Д. Ивановский использовал этот метод при изучении мозаичной болезни табака. Однако профильтрованный экстракт полностью сохранял свою инфекционность. Так был открыт 
класс инфекционных организмов, которые оказались гораздо мельче всех известных ранее. Эти организмы (вирусы) — группа биологических объектов, отличная от всех клеточных организмов и по структуре, и по способу развития.  
Установление кардинальной роли микроорганизмов в биологически 
важных круговоротах материи на Земле — круговороте C, N и S — в значительной части результат работы двух исследователей — С. Виноградского и М. 
Бейеринка. Многие микроорганизмы способны осуществлять химические превращения, не доступные ни растениям, ни животным. Так, Виноградский обнаружил бактерии, способные расти в минеральных средах, получая энергию путем окисления неорганических соединений. Например, серные бактерии могут 
окислять неорганические соединения серы, а нитрифицирующие бактерии — 
неорганические соединения азота. Виноградовым и Бейеринком были открыты 
микробы, способные к фиксации атмосферного азота.  
В течение первых 20 лет ХХ века ученые пришли к выводу, что на биохимическом уровне все живые системы в своей основе очень похожи. В результате биохимики и микробиологи провозгласили концепцию «единства биохимии». В 1944 году Эвери, Мек-Леод и Мак-Карти, исследуя перенос генетического материала у бактерий, установили, что трансформирующим фактором является свободная дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК). Так была раскрыта 
химическая природа генов.  

Глава 1 
МЕТОДЫ МИКРОБИОЛОГИИ 
 
Так как размеры микроорганизмов очень малы, то их изучение требует 
особых методов. При изучении отдельных индивидуумов можно получить 
лишь ограниченную информацию об их свойствах. Обычно изучают популяцию, состоящую из миллионов особей, выращенных при определенных условиях, — культуру. Если культура содержит микроорганизмы только одного вида 
— она чистая, если более чем один вид — смешанная. Если в культуре два типа 
микроорганизмов, находящихся в ассоциации друг с другом, то это двухкомпонентная культура. Основные микробиологические методы: 
1) выделение — изоляция определенного микроорганизма из смешанной 
популяции, существующей в природе;  
2) культивирование — выращивание микробной популяции в искусственной среде в лабораторных условиях.  
Методы получения чистых культур 
Для культивирования микроорганизмов используются пробирки, колбы, 
чашки Петри и другие сосуды. Сначала культуральный сосуд стерилизуют. После внесения в него исследуемых микроорганизмов — защищают от загрязнений извне. Так как основным источником загрязнения служит воздух, то содержащий микроорганизмы сосуд закрывают специальными пробками. Обычно 
инокулят для засева вносят на металлической проволоке или петле, простерилизованной в пламени горелки. Жидкие культуры вносят при помощи пипетки. 
Рост каждого микроорганизма приводит к образованию колонии, из которой 
делают посев на новую среду.  
Способы посева микроорганизмов. Внесение клеток микроорганизмов в 
стерильную среду называют посевом, или инокуляцией. Способ посева в среду зависит от ее консистенции, качества засеваемого материала и цели исследования. 
При пересеве из пробирки в пробирку (рис. 1) одну пробирку с культурой 
пересеваемых микроорганизмов и другую с питательной средой берут в левую 
руку. Обе пробирки помещают на перевернутую ладонь левой руки, придерживая их большим пальцем. При этом должна быть хорошо видна поверхность засеваемой среды и поверхность среды с микроорганизмами. Пробирки держат 
параллельно друг другу в наклонном положении пробками в сторону пламени 
горелки. Тремя пальцами правой руки (большим, указательным и средним) берут бактериологическую петлю и стерилизуют в пламени газовой горелки. Мизинцем правой руки вращательным движением вынимают одновременно обе 
пробки из двух пробирок и обжигают их края в пламени горелки. Петлю охлаждают, чтобы слишком горячая петля не вызвала гибель клеток, и вводят в пробирку с микроорганизмами. Для этого петлю либо погружают в конденсационную воду, либо касаются ею края поверхности питательной среды. Охлажденная петля не должна вызывать расплавления среды. Охлажденной петлей снимают с поверхности среды небольшое количество клеток, а с жидкой среды — 
количество клеток, образующее пленку на петле. Петлю с клетками микроорга

низмов вводят в пробирку с чистой питательной средой, не касаясь стенок или 
края пробирки. 
 
 
 
Рис. 1. Схема пересева микроорганизмов из одной пробирки в другую 
а — прожигание (стерилизация) петли в пламени горелки до посева;  
б — прожигание краев пробирок; в — взятие микробных клеток петлей;  
г — посев микробных клеток на скошенную поверхность среды;  
д — закрывание одновременно двух пробирок в пламени горелки;  
е — прожигание петли после посева 
 
Посев на твердую питательную среду производят легким втиранием 
материала в поверхность среды, не повреждая ее.  
При посеве на скошенную поверхность агара петлю с посевным материалом вносят в конденсационную воду и скользящими движениями растирают его 
штрихом тщательно снизу вверх, направляя штрих от одной стенки к другой. 
При посеве в столбик среды иглой с посевным материалом прокалывают 
столбик по центру (рис. 2). После посева петлю или иглу вынимают из пробирки, обжигают горлышко пробирки и пробку в пламени горелки и закрывают 
пробирку. 
 
 
 
Рис. 2. Посев микроорганизмов уколом в столбик агара