אחת מממלכות החיות הרבות היא חיידקים. במאמר זה נדבר על תפקידם של חיידקים בטבע ובחיי האדם, ונציג נציגים פתוגניים של ממלכה זו.

חיידקים בטבע

האורגניזמים החיים הללו היו בין הראשונים שהופיעו על הפלנטה שלנו. הם מופצים בכל מקום. חיידקים חיים בתחתית מאגרים, באדמה, ויכולים לעמוד בטמפרטורות נמוכות וגבוהות כאחד.

אין להכחיש את חשיבותם של אורגניזמים אלה בטבע. חיידקים הם שמבטיחים את זרימת החומרים בטבע, שהוא הבסיסי לחיים על פני כדור הארץ. בהשפעתם, תרכובות אורגניות משתנות ומתפרקות לחומרים אנאורגניים.

תהליכי היווצרות קרקע מסופקים על ידי מיקרואורגניזמים בקרקע. שרידי צמחים ובעלי חיים מתפרקים ומומרים לחומוס וחומוס רק בזכות חיידקים.

בסביבה המימית, נציגי ממלכה זו משמשים לטיהור גופי מים, כמו גם שפכים. הודות לפעילותם החיונית, חיידקים הופכים חומרים אורגניים מסוכנים לחומרים אורגניים בטוחים.

אורז. 1. תפקיד החיידקים בטבע.

מיקרואורגניזמים פתוגניים

עם זאת, ישנם חיידקים הגורמים נזק לאורגניזמים חיים אחרים. מיקרואורגניזמים פתוגניים עלולים לגרום למחלות בצמחים, בעלי חיים ובני אדם. לדוגמה:

• סלמונלה גורמת לקדחת טיפוס;
• שיגלה - דיזנטריה;
• קלוסטרידיום - טטנוס וגנגרנה;
• באצילוס שחפת - שחפת
• סטפילוקוק וסטרפטוקוק - ספורציה וכו'.

דרכי השידור יכולים להיות מגוונים:

• כאשר מתעטשים, מדברים, משתעלים מאדם חולה;
• עם מגע פיזי;
• בעזרת מנשאים (חרקים, מכרסמים);
• דרך חדירה לפצעים.

מחלות רבות הן קטלניות; בשל יכולתן להסתגל לתרופות, לא כל כך קל להשמיד חיידקים. המדע המודרני נלחם באופן פעיל בפתוגנים על ידי שחרור תרופות חדשות.

אורז. 2. מיקרואורגניזמים פתוגניים.

חקר הפיזיולוגיה של החיידקים נוסד על ידי לואי פסטר עוד בשנות ה-50 של המאה ה-19. המחקר שלו נמשך על ידי M.V. Beyerinck ו-S.N. Winogradsky, שחקרו את חשיבותם של מיקרואורגניזמים בטבע.

שימוש בחיידקים

האנושות למדה להשתמש בחיידקים לטובתה, למשל:

• בייצור תרופות;

ישנם סוגים מיוחדים של חיידקים המסוגלים לייצר אנטיביוטיקה רבת עוצמה, כמו טטרציקלין וסטרפטומיצין. השפעתם הורגת מיקרואורגניזמים פתוגניים רבים.

• הכנת מוצרי מזון חדשים;
• שחרור של חומר אורגני;
• ייצור מוצרי חלב מותסס (יוגורט, תרבויות סטרטר, קפירים, חלב אפוי מותסס);
• ייצור סוגים שונים של גבינות;
• ייצור יין;
• כבישה ותסיסה של ירקות.

אורז. 3. שימוש אנושי בחיידקים.

חיידקים חיים על כדור הארץ במשך יותר מ-3.5 מיליארד שנים. בזמן הזה הם למדו הרבה והסתגלו להרבה. עכשיו הם עוזרים לאנשים. חיידקים ובני אדם הפכו בלתי נפרדים. המסה הכוללת של החיידקים היא עצומה. מדובר על כ-500 מיליארד טון.

חיידקים מועילים מבצעים שניים מהפונקציות הסביבתיות החשובות ביותר - הם מקבעים חנקן ומשתתפים במינרליזציה של שאריות אורגניות. תפקידם של חיידקים בטבע הוא גלובלי. הם מעורבים בתנועה, ריכוז ופיזור יסודות כימייםבביוספרה של כדור הארץ.

חשיבותם של חיידקים המועילים לבני אדם היא רבה. הם מהווים 99% מכלל האוכלוסייה המאכלסת את גופו. בזכותם אדם חי, נושם ואוכל.

חָשׁוּב. הם מבטיחים לחלוטין את חייו.

חיידקים הם די פשוטים. מדענים טוענים שהם היו הראשונים שהופיעו על כדור הארץ.

חיידקים מועילים בגוף האדם

גוף האדם מאוכלס על ידי שימושי ו. האיזון הקיים בין גוף האדם לחיידקים השתכלל במשך מאות שנים.

כפי שחישבו מדענים, גוף האדם מכיל בין 500 ל-1000 סוגים שונים של חיידקים או טריליונים של תושבים מדהימים אלה, המסכמים עד 4 ק"ג ממשקל כולל. עד 3 ק"ג של גופים חיידקיים נמצאים רק במעיים. השאר נמצאים בדרכי המין, על העור וחללים אחרים בגוף האדם. מיקרובים ממלאים את גופו של יילוד מהדקות הראשונות לחייו ולבסוף יוצרים את הרכב המיקרופלורה של המעי עד גיל 10-13 שנים.

המעיים מאוכלסים על ידי סטרפטוקוקים, לקטובצילים, ביפידובקטריה, אנטרובקטריה, פטריות, וירוסי מעיים ופרוטוזואה לא פתוגנית. לקטובצילים וביפידובקטריה מהווים 60% מפלורת המעיים. ההרכב של קבוצה זו תמיד קבוע; הם הרבים ביותר ומבצעים את הפונקציות העיקריות.

ביפידובקטריה

החשיבות של סוג זה של חיידקים היא עצומה.

• הודות להם, אצטט וחומצה לקטית מיוצרים. על ידי החמצת בית הגידול, הם מדכאים את הצמיחה של חיידקים הגורמים להירקב ותסיסה.
• הודות לביפידובקטריה, הסיכון לפתח אלרגיות למזון אצל תינוקות מופחת.
• הם מספקים השפעות נוגדות חמצון ואנטי גידולים.
• Bifidobacteria לוקח חלק בסינתזה של ויטמין C.
• Bifidobacteria ולקטובצילים לוקחים חלק בספיגת ויטמין D, סידן וברזל.

אורז. 1. בתמונה נראה בפידובקטריה. הדמיה ממוחשבת.

אי קולי

חשיבותם של חיידקים ממין זה עבור בני אדם היא רבה.

• חשיבות מיוחדת ניתנת לנציגי הסוג הזה אי קולי M17. הוא מסוגל לייצר את החומר cocilin, המעכב את הצמיחה של מספר חיידקים פתוגניים.
• בהשתתפות ויטמינים K, קבוצה B (B1, B2, B5, B6, B7, B9 ו-B12), מסונתזות חומצות פוליות וניקוטין.

אורז. 2. בתמונה coli(תמונת מחשב תלת מימדית).

התפקיד החיובי של חיידקים בחיי האדם

• בהשתתפות ביפידו, לקטו ואנטרובקטריה, ויטמינים K, C, קבוצה B (B1, B2, B5, B6, B7, B9 ו-B12), מסונתזות חומצות פוליות וניקוטין.
• הודות לפירוק של רכיבי מזון לא מעוכלים מ חלקים עליוניםמעיים - עמילן, תאית, חלבון ושברי שומן.
• מיקרופלורה של המעי שומרת על חילוף חומרים של מים-מלח והומאוסטזיס יונים.
• הודות להפרשת חומרים מיוחדים, המיקרופלורה במעיים מדכאת גדילה של חיידקים פתוגניים הגורמים להירקב ותסיסה.
• Bifido-, Lacto- ו-Enterobacteria לוקחים חלק בניקוי רעלים של חומרים הנכנסים מבחוץ ונוצרים בתוך הגוף עצמו.
• למיקרופלורה של המעיים תפקיד גדול בשיקום החסינות המקומית. הודות לו, מספר הלימפוציטים, פעילות הפגוציטים וייצור אימונוגלובולין A עולה.
• הודות למיקרופלורה של המעי, התפתחות המנגנון הלימפואידי מעורר.
• העמידות של אפיתל המעי לחומרים מסרטנים עולה.
• מיקרופלורה מגנה על רירית המעי ומספקת אנרגיה לאפיתל המעי.
• הם מווסתים את תנועתיות המעיים.
• פלורת המעי רוכשת את המיומנויות ללכוד ולהסיר וירוסים מגוף המארח, איתו היא נמצאת בסימביוזה במשך שנים רבות.
• חשיבותם של החיידקים בשמירה על האיזון התרמי של הגוף היא רבה. המיקרופלורה של המעי ניזונה מחומרים שאינם מעוכלים על ידי המערכת האנזימטית, המגיעים ממערכת העיכול העליונה. כתוצאה מתגובות ביוכימיות מורכבות, נוצרת כמות עצומה של אנרגיה תרמית. חום מועבר דרך מחזור הדם בכל הגוף וחודר לכל האיברים הפנימיים. זו הסיבה שאדם תמיד קופא בזמן הצום.
• מיקרופלורה של המעי מסדירה את הספיגה מחדש של רכיבי חומצת מרה (כולסטרול), הורמונים וכו'.

אורז. 3. בתמונה נראים חיידקים מועילים - לקטובצילים (תמונת מחשב תלת מימדית).

תפקידם של חיידקים בייצור חנקן

חיידקי אממוניציה(גורם לריקבון) בעזרת מספר אנזימים שברשותם מסוגלים לפרק שאריות של בעלי חיים וצמחים מתים. כאשר חלבונים מתפרקים, משתחררים חנקן ואמוניה.

אורובקטריהלפרק אוריאה, שבני האדם וכל בעלי החיים על הפלנטה מפרישים מדי יום. הכמות שלו עצומה ומגיעה ל-50 מיליון טון בשנה.

סוג מסוים של חיידקים מעורב בחמצון של אמוניה. תהליך זה נקרא ניטרופיפיקציה.

חיידקים דניטריפייםלהחזיר חמצן מולקולרי מהאדמה לאטמוספירה.

אורז. 4. בתמונה נראים חיידקים מועילים - חיידקים אמוניציונים. הם גורמים לפירוק שרידים של בעלי חיים וצמחים מתים.

תפקיד החיידקים בטבע: קיבוע חנקן

חשיבותם של חיידקים בחיי בני אדם, בעלי חיים, צמחים, פטריות וחיידקים היא עצומה. כפי שאתה יודע, חנקן הכרחי לקיומם הרגיל. אבל חיידקים לא יכולים לספוג חנקן במצב גזי. מסתבר שאצות כחולות ירוקות יכולות לקשור חנקן וליצור אמוניה ( ציאנובקטריה), מקבעי חנקן חיים חופשייםומיוחד . כל החיידקים המועילים הללו מייצרים עד 90% מחנקן קבוע ומערבים עד 180 מיליון טון חנקן בקרן החנקן בקרקע.

חיידקי הגושים מתקיימים היטב יחד עם קטניות ואשחר ים.

לצמחים כמו אספסת, אפונה, תורמוס וקטניות אחרות יש מה שנקרא "דירות" לחיידקי גושים על שורשיהם. צמחים אלו נטועים על קרקעות מדוללות כדי להעשיר אותם בחנקן.

אורז. 5. בתמונה נראים חיידקי גושים על פני שער שורש של צמח קטניות.

אורז. 6. תמונה של שורש צמח קטניות.

אורז. 7. בתמונה נראים חיידקים מועילים - ציאנובקטריה.

תפקיד החיידקים בטבע: מחזור הפחמן

פחמן הוא החומר התאי החשוב ביותר של עולם החי והצומח, כמו גם עולם הצומח. הוא מהווה 50% מהחומר היבש של התא.

הרבה פחמן כלול בסיבים שבעלי חיים אוכלים. בבטן שלהם, סיבים מתפרקים בהשפעת חיידקים ואז יוצאים החוצה בצורה של זבל.

פירוק סיבים חיידקי תאית. כתוצאה מעבודתם, הקרקע מועשרת בחומוס, מה שמגביר משמעותית את פוריותה, ופחמן דו חמצני מוחזר לאטמוספירה.

אורז. 8. סימביונים תוך תאיים נצבעים בירוק, ומסת העץ המעובד צהובה.

תפקידם של חיידקים בהמרה של זרחן, ברזל וגופרית

חלבונים ושומנים מכילים מספר גדול שלזרחן, המינרליזציה שלו מתבצעת אתה. מגהתריום(מסוג של חיידקי ריקבון).

חיידקי ברזללהשתתף בתהליכי מינרליזציה תרכובות אורגניותמכיל ברזל. כתוצאה מפעילותם נוצרות כמויות גדולות של עפרות ברזל ומרבצי פרומנגן בביצות ובאגמים.

חיידקי גופריתלחיות במים ובאדמה. יש הרבה מהם בזבל. הם משתתפים בתהליך של מינרליזציה של חומרים המכילים גופרית ממקור אורגני. במהלך פירוק חומרים המכילים גופרית אורגנית, משתחרר גז מימן גופרתי, שהוא רעיל ביותר ל סביבה, כולל לכל היצורים החיים. כתוצאה מפעילותם החיונית, חיידקי הגופרית הופכים את הגז הזה לתרכובת לא פעילה ולא מזיקה.

אורז. 9. למרות חוסר החיים לכאורה, יש עדיין חיים בנהר ריו טינטו. מדובר בחיידקים שונים המחמצנים ברזל ועוד סוגים רבים שניתן למצוא רק במקום זה.

אורז. 10. חיידקי גופרית ירוקה בטור של וינוגרדסקי.

תפקיד החיידקים בטבע: מינרליזציה של שאריות אורגניות

לקיחת חיידקים השתתפות פעילהבמינרליזציה של תרכובות אורגניות, הם נחשבים למנקים (הסדרים) של כדור הארץ. בעזרתם, החומרים האורגניים של צמחים ובעלי חיים מתים מומרים לחומוס, אשר מיקרואורגניזמים באדמה הופכים למלחים מינרליים, הנחוצים כל כך לבניית מערכות שורשים, גזע ועלים של צמחים.

אורז. 11. מינרליזציה של חומרים אורגניים הנכנסים למאגר מתרחשת כתוצאה מחמצון ביוכימי.

תפקיד החיידקים בטבע: תסיסה של חומרי פקטין

תאים של אורגניזמים צמחיים קשורים זה לזה (בצמנט) על ידי חומר מיוחד הנקרא פקטין. לסוגים מסוימים של חיידקי חומצת בוטירית יש את היכולת לתסוס את החומר הזה, שעם חימום הופך למסה ג'לטינית (פקטיס). תכונה זו משמשת בעת השריית צמחים המכילים הרבה סיבים (פשתן, קנבוס).

אורז. 12. ישנן מספר דרכים להשיג נאמנויות. הנפוצה ביותר היא השיטה הביולוגית, שבה נהרס הקשר בין החלק הסיבי לרקמות הסובבות בהשפעת מיקרואורגניזמים. תהליך התסיסה של חומרי פקטין בצמחי באסט נקרא הכרעה, וקש ספוג נקרא אמון.

תפקידם של חיידקים בטיהור מים

חיידקים המטהרים מים, לייצב את רמת החומציות שלו. בעזרתם מצטמצמים משקעי תחתית ומשתפרת בריאות הדגים והצמחים החיים במים.

לאחרונה גילתה קבוצת מדענים ממדינות שונות חיידקים המשמידים חומרי ניקוי המצויים בדטרגנטים סינתטיים ובכמה תרופות.

אורז. 13. הפעילות של קסנובקטריה נמצאת בשימוש נרחב לניקוי קרקעות וגופי מים המזוהמים במוצרי שמן.

אורז. 14. כיפות פלסטיק המטהרות מים. הם מכילים חיידקים הטרוטרופיים הניזונים מחומרים המכילים פחמן, וחיידקים אוטוטרופיים הניזונים מחומרים המכילים אמוניה וחנקן. מערכת של צינורות שומרת אותם על תמיכת חיים.

שימוש בחיידקים ברוטב עפרות

יְכוֹלֶת חיידק המחמצן גופרית תיוןמשמש להעשרת עפרות נחושת ואורניום.

אורז. 15. בתמונה נראים חיידקים מועילים - Thiobacilli ו-Acidithiobacillus ferrooxidans (מיקרוגרף אלקטרוני). הם מסוגלים להפיק יוני נחושת כדי לשטוף פסולת שנוצרת במהלך ריכוז הציפה של עפרות גופרית.

תפקידם של חיידקים בתסיסה של חומצה בוטירית

חיידקי חומצה בוטיריתבכל מקום. ישנם יותר מ-25 סוגים של חיידקים אלו. הם לוקחים חלק בתהליך הפירוק של חלבונים, שומנים ופחמימות.

תסיסת חומצת בוטירית נגרמת על ידי חיידקים יוצרי נבגים אנאירוביים השייכים לסוג קלוסטרידיום. הם מסוגלים לתסוס סוכרים שונים, אלכוהולים, חומצות אורגניות, עמילן וסיבים.

אורז. 16. בתמונה נראים מיקרואורגניזמים של חומצה בוטירית (הדמיה ממוחשבת).

תפקידם של חיידקים בחיי בעלי חיים

מינים רבים של עולם החי ניזונים מצמחים, שבסיסם הוא סיבים. חיידקים מיוחדים, הממוקמים בחלקים מסוימים של מערכת העיכול, עוזרים לבעלי חיים לעכל סיבים (צלולוזה).

חשיבות החיידקים בגידול בעלי חיים

הפעילות החיונית של בעלי החיים מלווה בשחרור כמויות אדירות של זבל. ממנו יכולים מיקרואורגניזמים מסוימים לייצר מתאן ("גז ביצות"), המשמש כדלק וחומר גלם בסינתזה אורגנית.

אורז. 17. גז מתאן כדלק למכוניות.

שימוש בחיידקים בתעשיית המזון

תפקידם של חיידקים בחיי האדם הוא עצום. חיידקי חומצת חלב נמצאים בשימוש נרחב בתעשיית המזון:

• בייצור חלב מכורבל, גבינות, שמנת חמוצה וקפיר;
• בעת התסיסה של כרוב וכבישת מלפפונים, הם לוקחים חלק בהשריית תפוחים ובחמצת ירקות;
• הם נותנים ארומה מיוחדת ליינות;
• מייצרים חומצה לקטית, שמתסיסה חלב. מאפיין זה משמש לייצור חלב מכורבל ושמנת חמוצה;
• בהכנת גבינות ויוגורטים בקנה מידה תעשייתי;
• במהלך תהליך המלח, חומצת חלב משמשת כחומר משמר.

חיידקי חומצת חלב כוללים סטרפטוקוקוס חלב, סטרפטוקוק שמנת, בולגרית, אסידופילוס, תרמופילי דגנים וחיידקי מלפפון. חיידקים מהסוג סטרפטוקוקים ולקטובצילים נותנים למוצרים עקביות עבה יותר. כתוצאה מפעילותם החיונית, איכות הגבינות משתפרת. הם נותנים לגבינה ארומה גבינה מסוימת.

אורז. 18. בתמונה נראים חיידקים מועילים - לקטובצילים (ורוד), בזיל בולגרי וסטרפטוקוקוס תרמופילי.

אורז. 19. בתמונה יש חיידקים מועילים - פטריית קפיר (טיבטית או חלב) ומקלות חומצת חלב לפני הוספה ישירה לחלב.

אורז. 20. מוצרי חלב מותססים.

אורז. 21. סטרפטוקוקים תרמופילים (Streptococcus thermophilus) משמשים להכנת גבינת מוצרלה.

אורז. 22. ישנם סוגים רבים של פניצילין עובש. הקרום הקטיפתי, הוורידים הירקרקים, הטעם הייחודי וארומה האמוניה הרפואית של הגבינות הם ייחודיים. טעם הפטריות של הגבינות תלוי במקום ובמשך ההבשלה.

אורז. 23. Bifiliz הוא מוצר ביולוגי למתן דרך הפה המכיל מסה של ביפידובקטריה וליזוזים חיים.

שימוש בשמרים ופטריות בתעשיית המזון

מיני השמרים המשמשים בעיקר בתעשיית המזון הם Saccharomyces cerevisiae. הם מבצעים תסיסה אלכוהולית, וזו הסיבה שהם נמצאים בשימוש נרחב באפייה. האלכוהול מתאדה במהלך האפייה והבועות פחמן דו חמצנייוצרים פירורי לחם.

מאז 1910, החלו להוסיף שמרים לנקניקיות. שמרים מהמין Saccharomyces cerevisiae משמשים לייצור יינות, בירה וקוואס.

אורז. 24. קומבוצ'ה היא סימביוזה ידידותית של מקל חומץ ופטריות שמרים. הוא הופיע באזורנו עוד במאה הקודמת.

אורז. 25. שמרים יבשים ורטובים נמצאים בשימוש נרחב בתעשיית האפייה.

אורז. 26. מבט על תאי שמרים Saccharomyces cerevisiae תחת מיקרוסקופ ו-Saccharomyces cerevisiae - שמרי יין "אמיתיים".

תפקיד החיידקים בחיי האדם: חמצון חומצה אצטית

פסטר גם הוכיח שמיקרואורגניזמים מיוחדים לוקחים חלק בחמצון חומצה אצטית - מקלות חומץ, שנמצאים באופן נרחב בטבע. הם מתיישבים על צמחים וחודרים לירקות ופירות בשלים. יש הרבה מהם בירקות ופירות כבושים, יין, בירה וקוואס.

יכולתו של חומץ נדבק להתחמצן אתנוללחומצה אצטית משמש היום לייצור חומץ, משמש למטרות מזון ובהכנת מזון לבעלי חיים - אספלט (שימורים).

אורז. 27. תהליך אספנות הזנה. התחמיץ הוא מזון עסיסי בעל ערך תזונתי גבוה.

תפקיד החיידקים בחיי האדם: ייצור תרופות

חקר פעילות החיים של חיידקים אפשרה למדענים להשתמש בחיידקים מסוימים כדי לסנתז תרופות אנטיבקטריאליות, ויטמינים, הורמונים ואנזימים.

הם עוזרים להילחם במחלות זיהומיות וויראליות רבות. לרוב מייצרים אנטיביוטיקה actinomycetes, לעתים רחוקות - חיידקים שאינם מיסלריים. פניצילין, המתקבל מפטריות עובש, הורס את קרום התא של חיידקים. Streptomycetesמייצרים סטרפטומיצין, אשר משבית את הריבוזומים של תאים מיקרוביאליים. מקלות חציראוֹ Bacillus subtilisלהחמצן את הסביבה. הם מעכבים את הצמיחה של ריקבון ותנאי מיקרואורגניזמים פתוגנייםעקב היווצרותם של מספר חומרים אנטי-מיקרוביאליים. Bacillus subtilis מייצר אנזימים המשמידים חומרים הנוצרים כתוצאה מרקבון רקמה נרקבת. הם מעורבים בסינתזה של חומצות אמינו, ויטמינים ותרכובות אימונואקטיביות.

באמצעות טכנולוגיית הנדסה גנטית, כיום מדענים למדו להשתמש לייצור אינסולין ואינטרפרון.

מספר חיידקים אמורים לשמש לייצור חלבון מיוחד שניתן להוסיף למזון לבעלי חיים ולמזון לבני אדם.

אורז. 28. בתמונה נבגים של Bacillus subtilis (צבע כחול).

אורז. 29. Biosporin-Biopharma היא תרופה ביתית המכילה חיידקים אפתוגניים מהסוג Bacillus.

שימוש בחיידקים לייצור קוטלי עשבים בטוחים

כיום טכניקת היישום נמצאת בשימוש נרחב פיטובקטריהלייצור קוטלי עשבים בטוחים. רעלים חיידק הטורגיינסיסמפרישים Cry-toxins המסוכנים לחרקים, מה שמאפשר להשתמש בתכונה זו של מיקרואורגניזמים במאבק נגד מזיקים בצמחים.

שימוש בחיידקים בייצור חומרי ניקוי

פרוטאז או מפרק את קשרי הפפטידים בין חומצות האמינו המרכיבות את החלבונים. עמילאז מפרק עמילן. Bacillus subtilis (B. subtilis) מייצר פרוטאזות ועמילאזות. עמילאזות חיידקיות משמשות לייצור אבקת כביסה.

אורז. 30. חקר פעילות החיים של חיידקים מאפשר למדענים להשתמש בחלק מתכונותיהם לטובת בני האדם.

חשיבותם של חיידקים בחיי האדם היא עצומה. חיידקים מועילים היו בני לוויה קבועים של בני אדם במשך אלפי שנים. המשימה של האנושות היא לא להפר את האיזון העדין הזה שהתפתח בין מיקרואורגניזמים החיים בתוכנו ובסביבה. תפקידם של חיידקים בחיי האדם הוא עצום. מדענים מגלים כל הזמן את התכונות המועילות של מיקרואורגניזמים, שהשימוש בהם בחיי היומיום ובייצור מוגבל רק על ידי תכונותיהם.

אילו חיידקים יש: סוגי חיידקים, סיווגם

חיידקים הם מיקרואורגניזמים זעירים שהופיעו לפני אלפי שנים. אי אפשר לראות חיידקים בעין בלתי מזוינת, אבל אסור לנו לשכוח את קיומם. יש מספר עצום של bacilli. מדע המיקרוביולוגיה עוסק בסיווג, מחקר, זנים, מאפיינים מבניים ופיזיולוגיה שלהם.

מיקרואורגניזמים נקראים אחרת, בהתאם לסוג הפעולה והתפקוד שלהם. תחת מיקרוסקופ, אתה יכול לראות כיצד היצורים הקטנים הללו מקיימים אינטראקציה זה עם זה. המיקרואורגניזמים הראשונים היו די פרימיטיביים בצורתם, אך בשום מקרה אין להמעיט בחשיבותם. כבר מההתחלה התפתחו הבצילים, יצרו מושבות וניסו לשרוד בתנאי אקלים משתנים. ויבריות שונות מסוגלות להחליף חומצות אמינו על מנת לגדול ולהתפתח באופן נורמלי.

היום קשה לומר כמה מינים של מיקרואורגניזמים אלה יש על פני כדור הארץ (מספר זה עולה על מיליון), אבל המפורסמים ביותר ושמותיהם מוכרים כמעט לכל אדם. זה לא משנה איזה סוג של חיידקים יש או איך קוראים להם, לכולם יש יתרון אחד - הם חיים במושבות, מה שמקל עליהם הרבה יותר להסתגל ולשרוד.

ראשית, בואו נבין אילו מיקרואורגניזמים קיימים. הסיווג הפשוט ביותר הוא טוב ורע. במילים אחרות, אלו שמזיקות לגוף האדם גורמות למחלות רבות, וכאלה שמועילות. לאחר מכן נדבר בפירוט על מה הם החיידקים המועילים העיקריים וניתן את התיאור שלהם.

ניתן גם לסווג מיקרואורגניזמים לפי צורתם ומאפייניהם. אנשים רבים ודאי זוכרים שבספרי הלימוד של בית הספר הייתה טבלה מיוחדת המתארת ​​מיקרואורגניזמים שונים, ולידם הייתה המשמעות ותפקידם בטבע. ישנם מספר סוגים של חיידקים:

• cocci - כדורים קטנים הדומים לשרשרת, שכן הם ממוקמים בזה אחר זה;
• בצורת מוט;
• ספירילה, ספירושטים (בעלי צורה מפותלת);
• ויבריוס.

חיידקים בצורות שונות

כבר הזכרנו שאחד הסיווגים מחלק את החיידקים לסוגים בהתאם לצורותיהם.

גם לחיידקי הבצילוס יש כמה מאפיינים. לדוגמה, ישנם סוגים בצורת מוט עם מוטות מחודדים, קצוות מעובים, מעוגלים או ישרים. ככלל, חיידקים בצורת מוט הם שונים מאוד ונמצאים תמיד בכאוס, הם אינם מסתדרים בשרשרת (למעט סטרפטובצילים), ואינם נצמדים זה לזה (למעט דיפלובצילים).

מיקרוביולוגים כוללים סטרפטוקוקים, סטפילוקוקים, דיפלוקוקים וגונוקוקים בין מיקרואורגניזמים כדוריים. אלה יכולים להיות זוגות או שרשראות ארוכות של כדורים.

bacilli מעוקל הם spirilla, spirochetes. הם תמיד פעילים, אך אינם מייצרים נבגים. ספירילה בטוחה לאנשים ובעלי חיים. אתה יכול להבחין בין ספירילה לספירוצ'טים אם אתה שם לב למספר הסיבובים; הם פחות מפותלים ויש להם דגלים מיוחדים על הגפיים.

סוגי חיידקים פתוגניים

לדוגמה, קבוצה של מיקרואורגניזמים הנקראים קוקי, ובפירוט רב יותר סטרפטוקוק וסטפילוקוק הופכים לגורם האמיתי מחלות מוגלתיות(פורונקולוזיס, דלקת שקדים סטרפטוקוקלית).

אנאירובים חיים ומתפתחים היטב ללא חמצן; עבור סוגים מסוימים של מיקרואורגניזמים אלה, החמצן הופך לקטלני. חיידקים אירוביים דורשים חמצן כדי לשגשג.

ארכאים הם כמעט אורגניזמים חד-תאיים חסרי צבע.

אתה צריך להיזהר מחיידקים פתוגניים, מכיוון שהם גורמים לזיהומים; מיקרואורגניזמים גרם שליליים נחשבים עמידים לנוגדנים. יש הרבה מידע על אדמה, מיקרואורגניזמים מרוקנים, שיכולים להזיק או להועיל.

באופן כללי, ספירילה אינן מסוכנות, אך מינים מסוימים עלולים לגרום לסודוקו.

סוגי חיידקים מועילים

אפילו תלמידי בית ספר יודעים שבצילים יכולים להיות שימושיים ומזיקים. אנשים מכירים כמה שמות באוזן (סטפילוקוקוס, סטרפטוקוקוס, חיידק מגיפה). אלו יצורים מזיקים שמפריעים לא רק סביבה חיצונית, אלא גם לאדם. ישנם בצילונים מיקרוסקופיים הגורמים להרעלת מזון.

אתה בהחלט צריך לדעת מידע שימושי על חומצת חלב, מזון ומיקרואורגניזמים פרוביוטיים. לדוגמה, פרוביוטיקה, במילים אחרות אורגניזמים טובים, משמשים לעתים קרובות ב למטרות רפואיות. אפשר לשאול: בשביל מה? הם אינם מאפשרים לחיידקים מזיקים להתרבות בתוך האדם, מחזקים את תפקודי ההגנה של המעיים ומשפיעים היטב על מערכת החיסוןאדם.

Bifidobacteria גם מועיל מאוד עבור המעיים. ויבריו חומצת חלב כוללים כ-25 מינים. IN גוף האדםהם זמינים בכמויות אדירות, אך אינם מסוכנים. להיפך, הם מגנים על מערכת העיכול מפני ריקבון וחיידקים אחרים.

אם כבר מדברים על טובים, אי אפשר שלא להזכיר את המינים הענקיים של סטרפטומיציטים. הם ידועים למי שנטל כלורמפניקול, אריתרומיצין ותרופות דומות.

ישנם מיקרואורגניזמים כמו אזוטובקטר. הם חיים באדמה שנים רבות, משפיעים לטובה על הקרקע, ממריצים את צמיחת הצמחים ומנקים את האדמה. מתכות כבדות. הם הכרחיים ברפואה, בחקלאות, ברפואה ובתעשיית המזון.

סוגי שונות חיידקית

מטבעם, חיידקים הם הפכפכים מאוד, הם מתים במהירות, הם יכולים להיות ספונטניים או מושרה. לא נפרט על השונות של החיידקים, שכן מידע זה מעניין יותר את המתעניינים במיקרוביולוגיה על כל ענפיה.

סוגי חיידקים לבורות ספיגה

תושבי בתים פרטיים מבינים את הצורך הדחוף בטיהור שפכים, כמו גם בורות שופכין. כיום ניתן לנקות במהירות וביעילות ביוב באמצעות חיידקים מיוחדים לבורות ספיגה. זוהי הקלה עצומה לאדם, שכן ניקוי ביוב אינו משימה נעימה.

כבר הבהרנו היכן נעשה שימוש בטיפול בשפכים ביולוגי, ועכשיו בואו נדבר על המערכת עצמה. חיידקים לבורות ספיגה גדלים במעבדות, הם הורגים ריח רעשפכים, לחטא בארות ניקוז, בורות שופכין, ולהפחית את נפח השפכים. ישנם שלושה סוגים של חיידקים המשמשים לבורות ספיגה:

• אירובי;
• אנאירובי;
• חיים (ביו-פעילים).

לעתים קרובות אנשים משתמשים בשיטות ניקוי משולבות. עקבו בקפדנות אחר ההוראות המופיעות על המוצר, והבטיחו כי מפלס המים תורם להישרדות תקינה של חיידקים. זכרו גם להשתמש בניקוז לפחות פעם בשבועיים כדי לתת לחיידקים משהו לאכול, אחרת הם ימותו. אל תשכח שכלור מאבקות ניקוי ונוזלים הורג חיידקים.

החיידקים הפופולריים ביותר הם Doctor Robic, Septifos, Waste Treat.

סוגי חיידקים בשתן

בתיאוריה, לא אמורים להיות חיידקים בשתן, אבל לאחר פעולות ומצבים שונים, מיקרואורגניזמים זעירים מתיישבים היכן שהם רוצים: בנרתיק, באף, במים וכדומה. אם התגלו חיידקים במהלך הבדיקות, זה אומר שהאדם סובל ממחלת כליות, שַׁלפּוּחִית הַשֶׁתֶןאו שופכנים. ישנן מספר דרכים שבהן מיקרואורגניזמים נכנסים לשתן. לפני הטיפול, חשוב מאוד לבחון ולקבוע במדויק את סוג החיידק ואת דרך הכניסה. ניתן לקבוע זאת על ידי תרבית ביולוגית של שתן, כאשר חיידקים ממוקמים בבית גידול נוח. לאחר מכן, נבדקת התגובה של חיידקים לאנטיביוטיקה שונות.

אנו מאחלים לך להישאר בריא תמיד. שמרו על עצמכם, שטפו ידיים באופן קבוע, הגן על הגוף מפני חיידקים מזיקים!

מיקרואורגניזמים נמצאים בשימוש נרחב בתעשיית המזון, במשקי הבית ובתעשייה המיקרוביולוגית לייצור חומצות אמינו, אנזימים, חומצות אורגניות, ויטמינים ועוד. ייצור מיקרוביולוגי קלאסי כולל ייצור יין, חליטה, ייצור לחם, מוצרי חומצה לקטית וחומץ מזון. כך למשל, ייצור יין, חליטה וייצור בצק שמרים בלתי אפשרי ללא שימוש בשמרים, הנפוצים בטבע.

ההיסטוריה של הייצור התעשייתי של שמרים החלה בהולנד, שם נוסד המפעל הראשון לייצור שמרים ב-1870. סוג המוצר העיקרי היה שמרים דחוסים עם תכולת לחות של כ-70%, שניתן לאחסן אותם למספר שבועות בלבד. אחסון לטווח ארוך היה בלתי אפשרי, מאחר שתאי השמרים הדחוסים נותרו בחיים ושמרו על פעילותם, מה שהוביל לאוטוליזה ולמוות שלהם. אחת השיטות לשימור תעשייתי של שמרים היא ייבוש. בשמרים יבשים, בלחות נמוכה, תא השמרים נמצא במצב אנביוטי ויכול להתמיד לאורך זמן. השמרים היבשים הראשונים הופיעו בשנת 1945. בשנת 1972 הופיע הדור השני של שמרים יבשים, מה שנקרא שמרים אינסטנט. מאז אמצע שנות ה-90, צץ דור שלישי של שמרים יבשים: שמרי אפייה Saccharomyces cerevisiae,המשלבים את היתרונות של שמרים אינסטנט עם קומפלקס מרוכז במיוחד של אנזימי אפייה מיוחדים במוצר אחד. שמרים זה לא רק משפר את איכות הלחם, אלא גם מתנגד באופן פעיל לתהליך ההתיישנות.

שמרי אפייה Saccharomyces cerevisiaeמשמשים גם לייצור אלכוהול אתילי.

ייצור יין משתמש בגזעים רבים ושונים של שמרים כדי לייצר מותג ייחודי של יין עם איכויות ייחודיות.

חיידקי חומצת חלב מעורבים בהכנת מזונות כגון כְּרוּב כָּבוּשׁ, חמוצים, זיתים כבושים ועוד הרבה מאכלים כבושים.

חיידקי חומצה לקטית הופכים סוכר לחומצה לקטית, המגנה על מוצרי מזון מפני חיידקים שרקבים.

בעזרת חיידקי חומצת חלב מכינים מגוון רחב של מוצרי חומצה לקטית, גבינת קוטג' וגבינה.

עם זאת, מיקרואורגניזמים רבים ממלאים תפקיד שלילי בחיי האדם, בהיותם פתוגנים של מחלות בבני אדם, בעלי חיים וצמחים; הם עלולים לגרום לקלקול מזון, הרס של חומרים שונים וכו'.

כדי להילחם במיקרואורגניזמים כאלה התגלו אנטיביוטיקה - פניצילין, סטרפטומיצין, גראמיצין וכו', שהם תוצרים מטבוליים של פטריות, חיידקים ואקטינומיציטים.

מיקרואורגניזמים מספקים לבני אדם את האנזימים הדרושים. לפיכך, עמילאז משמש בתעשיית המזון, הטקסטיל והנייר. פרוטאז גורם לפירוק חלבונים בחומרים שונים. במזרח, פרוטאז מפטריות שימש לפני כמה מאות שנים להכנת רוטב סויה. כיום, הוא משמש בייצור של חומרי ניקוי. כששומרים מיצי פירות, משתמשים באנזים כמו פקטינאז.

מיקרואורגניזמים משמשים לטיפול בשפכים ופסולת עיבוד מזון. בזמן פירוק אנאירובי חומר אורגניפסולת מייצרת ביוגז.

IN השנים האחרונותהפקות חדשות הופיעו. קרוטנואידים וסטרואידים מתקבלים מפטריות.

חיידקים מסנתזים חומצות אמינו רבות, נוקלאוטידים וריאגנטים אחרים למחקר ביוכימי.

מיקרוביולוגיה היא מדע המתפתח במהירות, שהישגיו קשורים במידה רבה לפיתוח של פיזיקה, כימיה, ביוכימיה, ביולוגיה מולקולרית וכו'.

כדי ללמוד בהצלחה מיקרוביולוגיה, נדרש ידע במדעים המפורטים.

קורס זה מתמקד בעיקר במיקרוביולוגיה של מזון. מיקרואורגניזמים רבים חיים על פני הגוף, במעיים של בני אדם ובעלי חיים, על צמחים, על מוצרי מזון ועל כל החפצים הסובבים אותנו. מיקרואורגניזמים צורכים מגוון רחב של מזונות ומסתגלים בקלות רבה לתנאי החיים המשתנים: חום, קור, חוסר לחות ועוד. הם מתרבים מהר מאוד. ללא ידע במיקרוביולוגיה, אי אפשר לנהל בצורה מוכשרת ויעילה תהליכים ביוטכנולוגיים, לשמור על מוצרי מזון באיכות גבוהה בכל שלבי ייצורו ולמנוע צריכת מוצרים המכילים פתוגנים של מחלות והרעלת מזון.

יש להדגיש זאת במיוחד מחקרים מיקרוביולוגייםמוצרי מזון, לא רק מנקודת מבט של תכונות טכנולוגיות, אלא גם, לא פחות חשוב, מנקודת מבט של בטיחותם הסניטרית והמיקרוביולוגית, הם האובייקט המורכב ביותר של מיקרוביולוגיה סניטרית. זה מוסבר לא רק על ידי הגיוון והשפע של מיקרופלורה במוצרי מזון, אלא גם על ידי השימוש במיקרואורגניזמים בייצור רבים מהם.

בהקשר זה, בניתוח מיקרוביולוגי של איכות ובטיחות המזון, יש להבחין בין שתי קבוצות של מיקרואורגניזמים:

- מיקרופלורה ספציפית;

- מיקרופלורה לא ספציפית.

ספֵּצִיפִי– אלו הם גזעים תרבותיים של מיקרואורגניזמים המשמשים להכנת מוצר מסוים ומהווים חוליה חיונית בטכנולוגיה של ייצורו.

מיקרופלורה זו משמשת בטכנולוגיה של ייצור יין, בירה, לחם וכל מוצרי חלב מותססים.

לא ספציפיהם מיקרואורגניזמים שנכנסים למוצרי מזון מהסביבה ומזהמים אותם. בין קבוצה זו של מיקרואורגניזמים, נבדלים מיקרואורגניזמים ספרופיטים, פתוגניים ואופורטוניסטיים, כמו גם מיקרואורגניזמים הגורמים לקלקול מזון.

מידת הזיהום תלויה בגורמים רבים, הכוללים רכישה נכונה של חומרי גלם, אחסונם ועיבודם, עמידה במשטרים טכנולוגיים וסניטריים לייצור מוצרים, אחסונם והובלתם.