Роль бактерий в природе и в народном хозяйстве.

Выше уже отмечалось большое значение многих видов бактерий при процессах гниения и различных типах брожения, т. е. выполнение са­нитарной роли на Земле. Бактерии также играют огромную роль в кру­говороте углерода, кислорода, водорода, азота, фосфора, серы, кальция и других элементов.

Многие виды бактерий способствуют активной фиксации ат­мосферного азота и переводят его в органическую форму, способствуя повышению плодородия почв. Особо важное значение имеют те бакте­рии, которые разлагают целлюлозу и пектиновые вещества, являю­щиеся основным источником углерода для жизнедеятельности поч­венных микроорганизмов.

Сульфатредуцирующие бактерии участвуют в образовании нефти и сероводорода в лечебных грязях, почвах и морях. Так, насыщенный сероводородом слой воды в Черном море является результатом жизнедеятельности сульфазредуцирующих бактерий. Деятельность этих бактерий в почвах приводит к образованию соды и содового засоления почвы. Сульфатредуцирующие бактерии переводят питательные веще­ства в почвах рисовых плантаций в такую форму, которая становится доступной для корней этой культуры. Эти бактерии могут вызывать коррозию металлических подземных и подводных сооружений.

Благодаря жизнедеятельности бактерий почва освобождается от многих продуктов и вредных организмов и насыщается ценными пита­тельными веществами Бактерицидные препараты успешно ис­пользуются для борьбы со многими видами насекомых-вредителей (кукурузным мотыльком и др).

Многие виды бактерий используются в различных отраслях про­мышленности для получения ацетона, этилового и бутилового спир­тов, уксусной кислоты, ферментов, гормонов, витаминов, анти­биотиков, белково-витаминных препаратов и т.д.

В настоящее время благодаря успехам генной инженерии появи­лась возможность в широких масштабах использовать кишечную па­лочку для получения инсулина, инсулина, а водородные бактерии - для получения пищевого и кормовою белков. Без бактерий невоз­можны процессы при дублении кожи, сушке листьев табака, выработке шелка, каучука, обработке какао, кофе, мочении конопли, льна и дру­гих лубоволокнистых растений, квашении капусты, очистке сточных вод, выщелачивании металлов и т д.

Болезнетворные бактерии и борьба с ними. Выше пе­речислялись многие бактерии, которые вызывают раз яичные инфекци­онные болезни человека и животных. В борьбе со многими инфекци­онными болезнями, дифтерией, скарлатиной, туберкулезом и другими уже имеются определенные успехи. При каждой заразной болезни оз­доровительные мероприятия проводятся дифференцированно. Если при борьбе с дифтерией и другими болезнями дыхательных путей ре­шающую роль сыграли прививки, то при туберкулезе — лечение спе­циальными препаратами в сочетании с гигиеническим режимом и соз­дание специализированных больниц, диспансеров и санаториев. Борь­ба с кишечными инфекциями (бактериальная дизентерия и др.) заклю­чается в лечении больных, охране окружающей среды от загрязнения возбудителями болезней и в повышении санитарной культуры населе­ния. При кровяных инфекционных болезнях (сыпной и возвратный вшивые тифы и др.) оздоровительные мероприятия направляются на выявление и лечение больных людей и животных и уничтожение пе­реносчиков.

Основные структуры клетки.

 

МЕТОДЫ МИКРОСКОПИРОВАНИЯ

Световая микроскопия. Микрокопирование — основной метод изучения препаратов — используется в биологии уже более 300 лет. С момента внедрения первых микроскопов они постоянно совершенствовались. Современ­ные микроскопы представляют собой разнообразные сложные оптические системы, обладающие высокой разрешающей способ­ностью. Они позволяют изучать очень тонкие детали строения клеток и тканей. Размер самой маленькой структуры, которую можно видеть в микроскопе, определяется наименьшим разре­шаемым расстоянием (d₀). В основном оно зависит от длины световой волны , и эта зависимость приближенно выража­ется формулой d₀ = ½ . Таким образом, чем меньше длина световой волны, тем меньше разрешаемое расстояние и тем мень­шие по размерам структуры можно видеть в препарате.

Для изучения биологических препаратов чаще применяют различные световые микроскопы, в которых источником освещения является естественный или искусственный свет. Минимальная длина волны видимой части спек­тра света соответствует примерно 0,4 мкм. Следовательно, для обычного светового микроскопа разрешаемое расстояние равно приблизительно 0,2мкм (d₀ = ½ х 0,4мкм = 0,2 мкм), а общее увеличение (произведение увеличения объектива на увеличение окуляра) достигает 2500 раз.

Конструктивные основные части микроскопа:

ü штатив, объединяющий механические приспособления;

ü оптическая система, дающая увеличенное изображение исследуемого материала;

ü осветительная система для направления световых лучей на рас­сматриваемый объект (рис. 1).

 

Штатив состоит из подставки и тубусодержателя, подвижно сое­диненного с ней. Тубусодержатель несет цилинд­рическую трубку — тубус, имеющую оптическую систему. Для перемещения тубуса используется макрометрический винт, с помощью которого осуществ­ляется предварительная фокусировка. Точная наводка на фокус достигается вращением микрометрического винта. К штативу крепится предметный столик. На него помещается препарат.

Оптическая система представлена объективами и окулярами. Объективы ввинчиваются в подвижное плато — револьвер и обращены к рассматриваемым пред­метам. Окуляры вставляются в отверстие тубуса и направ­ляются к глазу исследователя. Объектив дает истинное увеличение объекта, но обратное. Окуляр вторично увели­чивает изображение, делает его мнимым, оставляя обрат­ным. На объективы и окуляры нанесены цифры, характе­ризующие силу увеличения. Для практической работы студенты обычно использу­ют объектив малого увеличения — 8, большого увеличе­ния — 40, иммерсионный — 90, окуляры 7, 10, 15. Общее увеличение, даваемое микроскопом, равно произведению увеличения окуляра и объектива (например, – ок. 7 х об. 8 = ув. 56).

Для характеристики объектива существенное значение имеет его разрешающая способность. Она определяется наименьшим расстоянием между двумя точками, изобра­жение которых наблюдается раздельно в данной оптиче­ской системе. При исследовании в проходящем свете при обычном освещении разрешающая способность микроско­па равна 0,2 мкм. В практической работе улучшить разре­шающую способность можно, используя иммерсионное масло, которое вводится между исследуемым препаратом и специальным иммерсионным объективом. По­казатель преломления иммерсионного масла в 1,5 раза выше показателя преломления воздуха, кроме того, он совпадает с показателем преломления объектива, что обусловливает более полное использование светосилы объектива.

Осветительная система состоит из подвижного зеркала (10), необходимого для направления световых лучей в сто­рону исследуемого предмета и конденсора — систе­мы линз, которые собирают лучи от зеркала и концентрируют их на исследуемом объекте. Зеркало имеет две по­верхности — плоскую и вогнутую. Для получения более интенсивного освещения при отсутствии конденсора поль­зуются вогнутой поверхностью зеркала. При работе с боль­шими и особенно иммерсионными объективами применяют конденсор и плоское зеркало. Конденсор имеет ирис-диа­фрагму, регулирующую световой поток и кольцо свето­фильтра. Осветительный аппарат (конденсор, диафрагма, светофильтр) перемещается по вертикали вращением руко­ятки конденсора.

Для научных исследований применяются более сложные конструкции микроскопов (например, Laboval 4, Olympus-IMT2), с помощью которых можно фотографировать биологический объект.

 

Правила работы с биологическим микроскопом

1. Микроскоп хра­нят в футляре для защиты от пыли, влаги и света. Перенося мик­роскоп без футляра, правой рукой берут его за ручку штатива, ле­вой — поддерживают снизу.

2. Приступая к работе с микроскопом, окуляр, объектив и зеркало протирают мягкой тряпкой. То же делают после окончания работы. Если линза объекти­ва загрязнилась, необходимо протереть ее смоченной в бензине тряпочкой и вытереть насухо.

3. Начинают рассматривать препарат с малого увеличения (объектив 8х).

4. Перед началом работы необходимо осве­тить поле зрения микроскопа, для чего смотрят в окуляр левым глазом, поворачивают зеркало в направлении светового потока, пока поле зрения не будет хорошо и равномерно освещено.

5. Пре­парат помещают на предметный столик покровным стеклом кверху.

6. Для установления препарата в фокусе пользуются макрометрическим винтом. Для этого, глядя сбоку, а не в окуляр, поворотами винта опускают объектив почти до са­мого препарата. Затем, глядя в окуляр, начинают вращать винт в обратном направлении, поднимая тубус, пока в поле зрения не появится четкое изображение предмета. Одновременно смотреть в окуляр и опускать тубус запрещается во избежание повреждения линзы объектива и препарата. Микрометрический винт можно поворачи­вать не более чем на пол-оборота в обоих направлениях. Объект изучения должен быть в центре поля зрения.

7. Пере­ходя с меньшего на большее увеличение, нужно поворотом ре­вольвера поставить объектив большого увеличения (об. 40х) против нижнего отверстия тубуса, опустить объектив почти до самого препарата и лишь после этого смотреть в окуляр. Наводить на резкость надо только микровинтом.

8. Работая с иммерсионным объективом (об.90х), на предметное стекло наносят каплю масла, на которое опускают объектив иммерсии. Масло создает однородную среду для преломления световых лучей и значительно улучшает освеще­ние объекта, что весьма необходимо при работе на большом уве­личении.

9. Никогда не следует развинчивать окуляр и объектив.

Методика изготовления препаратов. Для изуче­ния объектов изготовляют временные или постоянные микропрепараты, для чего необходимы предметные и покровные стекла и объект исследования.

Предметное стекло представляет собой пластинку размером 76х40 мм, толщи­ной до 3 мм, а покровное — прямоугольную пластин­ку (24х24 или 18х18 мм), толщиной 0,15.- 0,2 мм.

Для изготовления временного микропрепарата объект помещают на предметное стекло в каплю воды и накрывают покровным стеклом. Чтобы не появились воздушные камеры, необходимо дотронуться до края капли одной из сторон покровного стекла и постепенно опускать его до горизонтального положения.

Воды берут столько, чтобы заполнить щель между предметным и покровным стеклами. Если жидкости много и она выступает за границы покровного стек­ла, ее убирают фильтровальной бумагой. Если же воды мало, ее вводят под покровное стекло пинцетом или стеклянной палочкой.