आधुनिक जैवतंत्रज्ञान अनेक विज्ञानांवर आधारित आहे: आनुवंशिकी, सूक्ष्मजीवशास्त्र, जैवरसायनशास्त्र, नैसर्गिक विज्ञान. त्यांच्या अभ्यासाचा मुख्य उद्देश जीवाणू आणि सूक्ष्मजीव आहेत. जीवाणूंचा वापर करून जैवतंत्रज्ञानातील अनेक समस्या सोडवल्या जातात. आज, मानवी जीवनात त्यांच्या वापराची व्याप्ती इतकी विस्तृत आणि वैविध्यपूर्ण आहे की ते अशा उद्योगांच्या विकासासाठी अमूल्य योगदान देते:
फार्माकोलॉजी आणि औषधांमध्ये बॅक्टेरियाच्या वापराचे क्षेत्र इतके विस्तृत आणि महत्त्वपूर्ण आहे की मानवांमधील अनेक रोगांच्या उपचारांमध्ये त्यांची भूमिका केवळ अमूल्य आहे. आपल्या जीवनात, रक्ताचे पर्याय, प्रतिजैविक, एमिनो अॅसिड, एंजाइम, अँटीव्हायरल आणि अँटीकॅन्सर औषधे, निदानासाठी डीएनए नमुने, हार्मोनल औषधे तयार करताना ते आवश्यक असतात.
इन्सुलिन या संप्रेरकासाठी जबाबदार जनुक ओळखून शास्त्रज्ञांनी औषधोपचारात अमूल्य योगदान दिले आहे. कोलाय बॅक्टेरियामध्ये त्याचे रोपण करून, त्यांना इन्सुलिनचे उत्पादन मिळाले, ज्यामुळे अनेक रुग्णांचे प्राण वाचले. जपानी शास्त्रज्ञांनी असे बॅक्टेरिया शोधून काढले आहेत जे एक पदार्थ स्राव करतात ज्यामुळे प्लेक नष्ट होते, ज्यामुळे मानवांमध्ये क्षय दिसण्यास प्रतिबंध होतो.
थर्मोफिलिक बॅक्टेरियापासून, एक जनुक व्युत्पन्न केला जातो जो एंझाइम्स एन्कोड करतो जे वैज्ञानिक संशोधनात मूल्यवान असतात, कारण ते उच्च तापमानास असंवेदनशील असतात. औषधातील जीवनसत्त्वे तयार करण्यासाठी, क्लोस्ट्रिडियम सूक्ष्मजीव वापरला जातो, तर मानवी आरोग्यासाठी महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावणारे राइबोफ्लेविन मिळवते.
बॅक्टेरियाच्या प्रतिजैविक पदार्थांची निर्मिती करण्याची क्षमता प्रतिजैविकांच्या निर्मितीमध्ये वापरली गेली, ज्यामुळे अनेक संसर्गजन्य रोगांवर उपचार करण्याची समस्या सोडवली गेली, ज्यामुळे एकापेक्षा जास्त लोकांचे प्राण वाचले.
उत्खनन उद्योगात जैव तंत्रज्ञानाचा वापर खर्च आणि ऊर्जा खर्च लक्षणीयरीत्या कमी करू शकतो. अशा प्रकारे, लिथोट्रॉफिक बॅक्टेरियाचा (थिओबॅसिलस फेरोऑक्सिडस) वापर, लोहाचे ऑक्सिडायझेशन करण्याच्या क्षमतेसह, हायड्रोमेटलर्जीमध्ये वापरला जातो. बॅक्टेरियाच्या लीचिंगमुळे, कमी-असर असलेल्या खडकांमधून मौल्यवान धातूंचे उत्खनन केले जाते. तेलाचे उत्पादन वाढवण्यासाठी मिथेनयुक्त जीवाणू वापरतात. जेव्हा तेल नेहमीच्या पद्धतीने काढले जाते तेव्हा आतड्यांमधून अर्ध्याहून अधिक नैसर्गिक साठा काढला जात नाही आणि सूक्ष्मजीवांच्या मदतीने साठा अधिक कार्यक्षमपणे सोडला जातो.
झिंक, निकेल, तांबे, कोबाल्ट तयार करण्यासाठी मायक्रोबायोलॉजिकल लीचिंगचा वापर जुन्या खाणींमध्ये केला जातो. खाण उद्योगात, बॅक्टेरियाच्या सल्फेटचा वापर जुन्या खाणींमध्ये घट प्रतिक्रियांसाठी केला जातो, कारण सल्फ्यूरिक ऍसिडच्या अवशेषांचा आधार, सामग्री आणि पर्यावरणावर विनाशकारी प्रभाव पडतो. ऍनेरोबिक सूक्ष्मजीव सेंद्रिय पदार्थांचे संपूर्ण विघटन करण्यास हातभार लावतात. या मालमत्तेचा वापर मेटलर्जिकल उद्योगात पाणी शुद्धीकरणासाठी केला जातो.
लोकर, कृत्रिम चामडे, कापड कच्चा माल, सुगंधी आणि कॉस्मेटिक हेतूंसाठी एक व्यक्ती जीवाणू वापरते.
विघटनामध्ये गुंतलेले बॅक्टेरिया सेप्टिक टाक्या स्वच्छ करण्यासाठी वापरले जातात. या पद्धतीचा आधार असा आहे की सूक्ष्मजीव सांडपाणी खातात. ही पद्धत गंध काढून टाकणे आणि सांडपाणी निर्जंतुकीकरण सुनिश्चित करते. सेप्टिक टाक्यांमध्ये वापरले जाणारे सूक्ष्मजीव प्रयोगशाळांमध्ये वाढतात. त्यांच्या कृतीचा परिणाम सेंद्रिय पदार्थांचे पर्यावरणास निरुपद्रवी असलेल्या साध्या पदार्थांमध्ये विघटन करून निर्धारित केले जाते. सेप्टिक टाकीच्या प्रकारानुसार, अॅनारोबिक किंवा एरोबिक सूक्ष्मजीव निवडले जातात. एरोबिक सूक्ष्मजीव, सेप्टिक टाक्यांव्यतिरिक्त, बायोफिल्टर्समध्ये वापरले जातात.
जलाशय आणि नाल्यांमधील पाण्याची गुणवत्ता राखण्यासाठी, तेल उत्पादनांपासून समुद्र आणि महासागरांची प्रदूषित पृष्ठभाग स्वच्छ करण्यासाठी सूक्ष्मजीव देखील आवश्यक आहेत.
आपल्या जीवनात जैवतंत्रज्ञानाच्या विकासासह, मानवतेने त्याच्या क्रियाकलापांच्या जवळजवळ सर्व क्षेत्रांमध्ये पुढे पाऊल टाकले आहे.
विद्यार्थी, पदवीधर विद्यार्थी, तरुण शास्त्रज्ञ जे ज्ञानाचा आधार त्यांच्या अभ्यासात आणि कार्यात वापरतात ते तुमचे खूप आभारी असतील.
औषधी, शेतीमध्ये सूक्ष्मजीवांचा वापर; प्रोबायोटिक्सचे फायदे
रॉडनिकोवा इन्ना
परिचय
लोकांनी हजारो वर्षांपासून बायोटेक्नॉलॉजिस्ट म्हणून काम केले: त्यांनी ब्रेड बेक केली, बिअर बनवली, चीज बनवली आणि इतर लॅक्टिक अॅसिड उत्पादने विविध सूक्ष्मजीव वापरून बनवली आणि त्यांना त्यांच्या अस्तित्वाची जाणीवही नव्हती. वास्तविक, "जैवतंत्रज्ञान" हा शब्द आपल्या भाषेत फार पूर्वी आला नाही, त्याऐवजी "औद्योगिक सूक्ष्मजीवशास्त्र", "तांत्रिक बायोकेमिस्ट्री" इत्यादी शब्द वापरले गेले. बहुधा, किण्वन ही सर्वात जुनी जैवतंत्रज्ञान प्रक्रिया होती. 1981 मध्ये बॅबिलोनच्या उत्खननादरम्यान टॅब्लेटवर सापडलेल्या बिअर बनवण्याच्या प्रक्रियेच्या वर्णनावरून याचा पुरावा मिळतो, जो सुमारे 6 व्या सहस्राब्दी ईसापूर्व आहे. e 3 रा सहस्राब्दी बीसी मध्ये. e सुमेरियन लोकांनी दोन डझन प्रकारची बिअर तयार केली. कमी प्राचीन बायोटेक्नॉलॉजिकल प्रक्रिया म्हणजे वाइनमेकिंग, बेकिंग आणि लैक्टिक ऍसिड उत्पादने मिळवणे.
अगोदर निर्देश केलेल्या बाबीसंबंधी बोलताना आपण पाहतो की ते बरेच आहे बराच वेळमानवी जीवनाचा सजीव सूक्ष्मजीवांशी अतूट संबंध आहे. आणि जर इतक्या वर्षांपासून लोकांनी यशस्वीरित्या, नकळतपणे, जीवाणूंसह "सहयोग" केला असेल, तर हा प्रश्न विचारणे तर्कसंगत असेल - खरं तर, आपल्याला या क्षेत्रात आपले ज्ञान वाढवण्याची गरज का आहे? तरीही, सर्व काही ठीक आहे असे दिसते, आम्हाला ब्रेड आणि बिअर कसे बनवायचे, वाइन आणि केफिर कसे बनवायचे हे माहित आहे, आपल्याला आणखी काय हवे आहे? आपल्याला जैवतंत्रज्ञानाची गरज का आहे? काही उत्तरे या गोषवारामधून मिळू शकतात.
औषध आणि बॅक्टेरिया
मानवजातीच्या संपूर्ण इतिहासात (विसाव्या शतकाच्या सुरुवातीपर्यंत), कुटुंबांना अनेक मुले झाली आहेत. बरेचदा मुले प्रौढावस्थेपर्यंत जगली नाहीत, ते अनेक रोगांमुळे मरण पावले, अगदी न्यूमोनियामुळे, जे आमच्या काळात सहज बरे होऊ शकतात, कॉलरा, गँगरीन आणि प्लेग यांसारख्या गंभीर आजारांबद्दल काहीही म्हणायचे नाही. हे सर्व रोग रोगजनकांमुळे होतात आणि ते असाध्य मानले जात होते, परंतु शेवटी, वैद्यकीय शास्त्रज्ञांना हे समजले की इतर जीवाणू किंवा त्यांच्या एन्झाईम्सचा अर्क, "वाईट" जीवाणूंवर मात करू शकतो. हे प्रथम अलेक्झांडर फ्लेमिंगने प्राथमिक साच्याच्या उदाहरणावर लक्षात घेतले.
असे दिसून आले की काही प्रकारचे जीवाणू साच्याबरोबर चांगले मिळतात, परंतु स्ट्रेप्टोकोकी आणि स्टॅफिलोकोकी साच्याच्या उपस्थितीत विकसित होत नाहीत. हानिकारक जीवाणूंच्या पुनरुत्पादनासह मागील अनेक प्रयोगांनी दर्शविले आहे की त्यापैकी काही इतरांना नष्ट करण्यास सक्षम आहेत आणि सामान्य वातावरणात त्यांच्या विकासास परवानगी देत नाहीत. या घटनेला ग्रीक "अँटी" - विरुद्ध आणि "बायोस" - जीवनातून "अँटीबायोसिस" असे संबोधले गेले. प्रभावी प्रतिजैविक एजंट शोधण्यावर काम करत असताना, फ्लेमिंगला हे चांगलेच ठाऊक होते. त्याला शंका नव्हती की एका कपवर तो एक रहस्यमय साचा आहे. प्रतिजैविकाच्या घटनेमुळे.त्याने साच्याचा काळजीपूर्वक अभ्यास करण्यास सुरुवात केली.काही काळानंतर, त्याने साच्यातून एक प्रतिजैविक पदार्थ वेगळे करण्यातही यश मिळविले.त्याने ज्या साच्याचा सामना केला त्याला विशिष्ट लॅटिन नाव पेनिसिलियम नोटॅटम असल्याने त्याने परिणामी पदार्थाला पेनिसिलिन असे नाव दिले. .अशाप्रकारे, 1929 मध्ये, सेंट मेरीच्या लंडन हॉस्पिटलच्या प्रयोगशाळेत, पेनिसिलिन, जे आपल्याला सुप्रसिद्ध आहे, जन्माला आले.
प्रायोगिक प्राण्यांवरील पदार्थाच्या प्राथमिक चाचण्यांमधून असे दिसून आले आहे की रक्तामध्ये इंजेक्ट केल्यावरही ते हानी पोहोचवत नाही आणि त्याच वेळी, कमकुवत सोल्यूशनमध्ये, ते स्ट्रेप्टोकोकी आणि स्टॅफिलोकोकीला पूर्णपणे दाबते. फ्लेमिंगचे सहाय्यक, डॉ. स्टुअर्ट ग्रेडॉक, जे तथाकथित मॅक्सिलरी पोकळीच्या पुवाळलेल्या जळजळीने आजारी पडले होते, ते पहिले व्यक्ती होते ज्यांनी पेनिसिलिनचा अर्क घेण्याचा निर्णय घेतला. मोल्डमधून थोड्या प्रमाणात अर्क घेऊन त्याला पोकळीत इंजेक्शन देण्यात आले आणि तीन तासांनंतर त्याच्या प्रकृतीत लक्षणीय सुधारणा झाल्याचे दिसून आले.
अशाप्रकारे, प्रतिजैविकांचे युग सुरू झाले, ज्याने लाखो जीव वाचवले, शांतताकाळात आणि युद्धाच्या काळात, जेव्हा जखमींचा मृत्यू जखमेच्या तीव्रतेने नव्हे तर त्यांच्याशी संबंधित संसर्गामुळे झाला. भविष्यात, नवीन प्रतिजैविक विकसित केले गेले, पेनिसिलिनवर आधारित, व्यापक वापरासाठी त्यांच्या उत्पादनाच्या पद्धती.
जैवतंत्रज्ञान आणि कृषी
वैद्यकशास्त्रातील प्रगतीचा परिणाम म्हणजे जलद लोकसंख्याशास्त्रीय वाढ. लोकसंख्या नाटकीयरित्या वाढली, याचा अर्थ असा आहे की अधिक अन्न आवश्यक आहे, आणि पर्यावरणाच्या ऱ्हासामुळे आण्विक चाचणी, उद्योगाचा विकास, लागवडीच्या जमिनीतील बुरशीचा ऱ्हास, वनस्पती आणि पशुधन यांचे अनेक रोग दिसून आले.
सुरुवातीला, लोकांनी प्राणी आणि वनस्पतींवर प्रतिजैविक उपचार केले आणि यामुळे परिणाम प्राप्त झाले. चला या निकालांवर एक नजर टाकूया. होय, जर वाढत्या हंगामात भाज्या, फळे, औषधी वनस्पती इत्यादींवर मजबूत बुरशीनाशकांचा उपचार केला गेला तर हे काही रोगजनकांच्या विकासास दडपण्यात मदत करेल (सर्व नाही आणि पूर्णपणे नाही), परंतु, प्रथम, यामुळे विषांचे संचय होते आणि फळांमधील विष, म्हणजे गर्भाचे फायदेशीर गुण कमी होतात आणि दुसरे म्हणजे, हानिकारक सूक्ष्मजंतू त्वरीत अशा पदार्थांना प्रतिकारशक्ती विकसित करतात जे त्यांना विष देतात आणि त्यानंतरचे उपचार अधिकाधिक शक्तिशाली प्रतिजैविकांनी केले पाहिजेत.
हीच घटना प्राण्यांच्या जगात आणि दुर्दैवाने मानवांमध्येही दिसून येते. याव्यतिरिक्त, उबदार रक्तातील प्रतिजैविक शरीरात अनेक कारणीभूत ठरतात नकारात्मक परिणामजसे की डिस्बॅक्टेरियोसिस, गर्भवती महिलांमध्ये गर्भाची विकृती इ.
कसे असावे? या प्रश्नाचे उत्तर निसर्गच देतो! आणि ते उत्तर आहे प्रोबायोटिक्स!
बायोटेक्नॉलॉजी आणि अनुवांशिक अभियांत्रिकीच्या अग्रगण्य संस्था बर्याच काळापासून नवीन आणि ज्ञात सूक्ष्मजीवांच्या निवडीमध्ये गुंतल्या आहेत ज्यात आश्चर्यकारक व्यवहार्यता आणि इतर सूक्ष्मजंतूंविरूद्धच्या लढ्यात "विजय" करण्याची क्षमता आहे. "बॅसिलस सब्टिलिस" आणि "लाइचेनिफॉर्मिस" सारख्या उच्चभ्रू जातींचा वापर लोक, प्राणी, वनस्पतींवर अविश्वसनीयपणे प्रभावीपणे आणि पूर्णपणे सुरक्षितपणे उपचार करण्यासाठी केला जातो. हे कसे शक्य आहे? आणि कसे ते येथे आहे: लोक आणि प्राण्यांच्या शरीरात अपरिहार्यपणे भरपूर आवश्यक जीवाणू असतात. ते पचन प्रक्रियेत गुंतलेले आहेत, एंजाइम तयार करतात आणि मानवी रोगप्रतिकारक शक्तीच्या जवळजवळ 70% बनवतात. जर कोणत्याही कारणास्तव (अँटीबायोटिक्स घेणे, कुपोषण) एखाद्या व्यक्तीचे जिवाणू संतुलन बिघडले, तर तो नवीन हानिकारक सूक्ष्मजंतूंपासून असुरक्षित आहे आणि 95% प्रकरणांमध्ये तो पुन्हा आजारी पडेल. हेच प्राण्यांना लागू होते. आणि एलिट स्ट्रॅन्स, शरीरात प्रवेश करणे, सक्रियपणे गुणाकार करणे आणि रोगजनक वनस्पती नष्ट करणे सुरू करतात, कारण. आधीच वर नमूद केले आहे, त्यांच्याकडे अधिक व्यवहार्यता आहे. अशाप्रकारे, उच्चभ्रू सूक्ष्मजीवांच्या ताणांच्या मदतीने, प्रतिजैविकांशिवाय आणि निसर्गाशी सुसंगतपणे आरोग्यामध्ये मॅक्रो जीव राखणे शक्य आहे, कारण स्वतःच, शरीरात असल्याने, हे स्ट्रॅन्स केवळ फायदेच आणतात आणि कोणतेही नुकसान करत नाहीत.
ते प्रतिजैविकांपेक्षा चांगले आहेत कारण:
व्यावसायिक व्यवहारात सुपरअँटीबायोटिक्सच्या परिचयास सूक्ष्मजंतूचा प्रतिसाद स्पष्ट आहे आणि शास्त्रज्ञांच्या विल्हेवाटीवर आधीपासूनच असलेल्या प्रायोगिक सामग्रीवरून - सुपरमाइक्रोबचा जन्म.
सूक्ष्मजीव आश्चर्यकारकपणे परिपूर्ण स्वयं-विकसित आणि स्वयं-शिक्षण जैविक यंत्रे आहेत, जी त्यांच्या अनुवांशिक स्मृतीमध्ये त्यांनी प्रतिजैविकांच्या हानिकारक प्रभावापासून संरक्षणाची यंत्रणा निर्माण केली आहे आणि त्यांच्या वंशजांना माहिती प्रसारित करण्यास सक्षम आहे.
बॅक्टेरिया हा एक प्रकारचा "बायोरिएक्टर" आहे ज्यामध्ये एंजाइम, एमिनो अॅसिड, जीवनसत्त्वे आणि बॅक्टेरियोसिन्स तयार होतात, जे प्रतिजैविकांप्रमाणेच रोगजनकांना तटस्थ करतात. तथापि, त्यांच्यामध्ये कोणतेही व्यसन नाही किंवा रासायनिक प्रतिजैविकांच्या वापराचे वैशिष्ट्यपूर्ण दुष्परिणाम नाहीत. त्याउलट, ते आतड्यांसंबंधी भिंती स्वच्छ करण्यास सक्षम आहेत, आवश्यकतेसाठी त्यांची पारगम्यता वाढवतात. पोषक, आतड्यांसंबंधी मायक्रोफ्लोराचे जैविक संतुलन पुनर्संचयित करा आणि संपूर्ण रोगप्रतिकारक प्रणाली उत्तेजित करा
शास्त्रज्ञांनी मॅक्रो जीवांचे आरोग्य राखण्यासाठी निसर्गाच्या नैसर्गिक मार्गाचा फायदा घेतला, म्हणजे, बॅक्टेरिया - सॅप्रोफाइट्स, ज्यात उबदार रक्ताच्या प्राण्यांच्या गॅस्ट्रोइंटेस्टाइनल ट्रॅक्टसह पॅथोजेनिक मायक्रोफ्लोराची वाढ आणि विकास दडपण्याची क्षमता आहे, नैसर्गिक वातावरणापासून अलिप्त होते.
ग्रहावरील सजीवांच्या लाखो वर्षांच्या उत्क्रांतीने रोगजनक मायक्रोफ्लोराला नॉन-पॅथोजेनिकसह दडपण्यासाठी इतकी अद्भुत आणि परिपूर्ण यंत्रणा निर्माण केली आहे की या दृष्टिकोनाच्या यशाबद्दल शंका घेण्याचे कारण नाही. स्पर्धेतील नॉन-पॅथोजेनिक मायक्रोफ्लोरा बहुसंख्य प्रकरणांमध्ये जिंकतो आणि जर तसे नसते तर आज आपण आपल्या ग्रहावर नसतो.
पूर्वगामीच्या आधारे, कृषी वापरासाठी खते आणि बुरशीनाशके तयार करणाऱ्या शास्त्रज्ञांनीही रसायनापासून जैविक दृष्टिकोनाकडे जाण्याचा प्रयत्न केला आहे. आणि परिणाम स्वत: ला दर्शविण्यास धीमे नव्हते! असे दिसून आले की तेच बॅसिलस सबटिलिस यशस्वीरित्या रोगजनक प्रतिनिधींच्या सत्तर जातींशी लढा देतात ज्यामुळे बागायती पिकांचे जीवाणूजन्य कर्करोग, फ्यूसेरियम विल्ट, रूट आणि रूट रॉट इत्यादी रोग होतात, ज्यांना पूर्वी असाध्य वनस्पती रोग मानले जात होते ज्यासह तो करू शकत नव्हता. एकच बुरशीनाशक हाताळू नका! याव्यतिरिक्त, या जीवाणूंचा वनस्पतीच्या वनस्पतींवर स्पष्टपणे सकारात्मक प्रभाव पडतो: फळे भरण्याचा आणि पिकण्याचा कालावधी कमी होतो, फळांचे उपयुक्त गुण वाढतात, त्यातील नायट्रेट्सची सामग्री कमी होते इ. विषारी पदार्थआणि, सर्वात महत्त्वाचे म्हणजे, खनिज खतांची गरज लक्षणीयरीत्या कमी झाली आहे!
एलिट बॅक्टेरियाचे प्रकार असलेली तयारी रशियन आणि आंतरराष्ट्रीय प्रदर्शनांमध्ये आधीच प्रथम स्थान घेत आहेत, ते कार्यक्षमता आणि पर्यावरण मित्रत्वासाठी पदके जिंकत आहेत. लहान आणि मोठ्या कृषी उत्पादकांनी आधीच त्यांचा सक्रिय वापर सुरू केला आहे आणि बुरशीनाशके आणि प्रतिजैविके हळूहळू भूतकाळातील गोष्ट बनत आहेत.
बायो-बॅनची उत्पादने फ्लोरा-एस आणि फिटोप-फ्लोरा-एस आहेत, जी कोरडी पीट-ह्युमिक खते देतात ज्यात केंद्रित ह्युमिक ऍसिड असते (आणि संतृप्त बुरशी ही उत्कृष्ट कापणीची हमी असते) आणि रोग नियंत्रणासाठी जिवाणू ताण "बॅसिलस सब्टिलिस" देतात. या तयारींबद्दल धन्यवाद, कमी झालेली जमीन अल्पावधीत पुनर्संचयित करणे, जमिनीची उत्पादकता वाढवणे, आपल्या पिकाचे रोगांपासून संरक्षण करणे आणि सर्वात महत्त्वाचे म्हणजे, जोखमीच्या शेती क्षेत्रात उत्कृष्ट उत्पादन मिळवणे शक्य आहे!
मला वाटते की प्रोबायोटिक्सच्या फायद्यांचे कौतुक करण्यासाठी आणि विसावे शतक हे प्रतिजैविकांचे शतक आहे आणि एकविसावे हे प्रोबायोटिक्सचे शतक आहे असे शास्त्रज्ञ का म्हणतात हे समजून घेण्यासाठी वरील युक्तिवाद पुरेसे आहेत!
प्राणी, वनस्पतींच्या जाती, सूक्ष्मजीवांच्या जातींच्या नवीन आणि सुधारणेचे विज्ञान म्हणून प्रजननाची संकल्पना आणि महत्त्व. बायोस्फीअरमध्ये सूक्ष्मजीवांची भूमिका आणि महत्त्व आणि त्यांच्या वापराच्या वैशिष्ट्यांचे मूल्यांकन. लैक्टिक ऍसिड बॅक्टेरियाचे प्रकार.
सादरीकरण, 03/17/2015 जोडले
चाचणी, 05/12/2009 जोडले
अनुवांशिकरित्या सुधारित वनस्पती आणि प्राणी मिळविण्याच्या मूलभूत पद्धती. औषध, रासायनिक उद्योग, शेतीमध्ये ट्रान्सजेनिक सूक्ष्मजीव. अनुवांशिकदृष्ट्या अभियांत्रिकी जीवांचे प्रतिकूल परिणाम: विषाक्तता, ऍलर्जी, ऑन्कोलॉजी.
टर्म पेपर, 11/11/2014 जोडले
प्राणी आणि वनस्पती यांच्यातील फरक. प्रजननासाठी प्राण्यांच्या निवडीची वैशिष्ट्ये. संकरीकरण म्हणजे काय, त्याचे वर्गीकरण. आधुनिक वाणप्राणी निवड. सूक्ष्मजीवांच्या वापराचे क्षेत्र, त्यांचे उपयुक्त गुणधर्म, पद्धती आणि निवडीची वैशिष्ट्ये.
सादरीकरण, 05/26/2010 जोडले
विषयाचा अभ्यास, मुख्य कार्ये आणि वैद्यकीय सूक्ष्मजीवशास्त्राच्या विकासाचा इतिहास. सूक्ष्मजीवांचे पद्धतशीर आणि वर्गीकरण. बॅक्टेरियल मॉर्फोलॉजीची मूलभूत तत्त्वे. जिवाणू पेशीच्या संरचनात्मक वैशिष्ट्यांचा अभ्यास. मानवी जीवनात सूक्ष्मजीवांचे महत्त्व.
व्याख्यान, 10/12/2013 जोडले
रोगजनक सूक्ष्मजीवांविरूद्ध विरोधी क्रियाकलाप असलेल्या मानवांसाठी नॉन-पॅथोजेनिक बॅक्टेरिया म्हणून प्रोबायोटिक्स. प्रोबायोटिक लैक्टोबॅसिलीच्या वैशिष्ट्यांसह परिचित. प्रोबायोटिक गुणधर्मांसह आंबलेल्या दुधाच्या उत्पादनांचे विश्लेषण.
अमूर्त, 04/17/2017 जोडले
पृथ्वीवरील जीवनाच्या उत्पत्तीबद्दल गृहीतके. एल. पाश्चर यांच्या कार्यात सूक्ष्मजीवांच्या जैवरासायनिक क्रियाकलापांचा अभ्यास, त्यांची निसर्गातील भूमिका, मानवी आणि प्राणी जीवन. अनुवांशिक संशोधनबॅक्टेरिया आणि विषाणू, त्यांची फिनोटाइपिक आणि जीनोटाइपिक परिवर्तनशीलता.
अमूर्त, 12/26/2013 जोडले
मानवी आरोग्यावर प्रोबायोटिक्सचा प्रभाव. प्रोपियोनिक ऍसिड बॅक्टेरियाचे इम्युनोस्टिम्युलेटरी, अँटीम्युटेजेनिक गुणधर्म. प्रोबायोटिक बॅक्टेरियाच्या जैवरासायनिक गुणधर्मांवर आयोडीनचा प्रभाव. आयोडीनयुक्त औषधांची गुणात्मक वैशिष्ट्ये, बायोकेमिकल पॅरामीटर्स.
लेख, 08/24/2013 जोडला
पहिल्या आणि दुस-या टप्प्यातील सूक्ष्मजीव संश्लेषणाच्या उत्पादनांचे उत्पादन, अमीनो ऍसिड, सेंद्रिय ऍसिड, जीवनसत्त्वे. प्रतिजैविकांचे मोठ्या प्रमाणावर उत्पादन. अल्कोहोल आणि पॉलीओलचे उत्पादन. बायोप्रोसेसचे मुख्य प्रकार. वनस्पतींचे मेटाबॉलिक अभियांत्रिकी.
जीवाणूंना जीवमंडल आणि मानवी जीवनात खूप महत्त्व आहे. जीवाणू अनेक जैविक प्रक्रियांमध्ये भाग घेतात, विशेषत: निसर्गातील पदार्थांच्या चक्रात. बायोस्फीअरसाठी महत्त्व:
© Putrefactive जीवाणू निर्जीव जीवांचे नायट्रोजन युक्त सेंद्रिय संयुगे नष्ट करतात, त्यांचे बुरशीमध्ये रूपांतर करतात.
© खनिज जीवाणू बुरशीचे जटिल सेंद्रिय संयुगे साध्या अजैविक पदार्थांमध्ये विघटित करतात, ज्यामुळे ते वनस्पतींना उपलब्ध होतात.
© अनेक जीवाणू वातावरणातील नायट्रोजनचे निराकरण करू शकतात. शिवाय, अॅझोटोबॅक्टर, मातीत मुक्त राहणे, वनस्पतींपासून स्वतंत्रपणे नायट्रोजन निश्चित करते आणि नोड्यूल बॅक्टेरियाउच्च वनस्पतींच्या मुळांसह (प्रामुख्याने शेंगा) सहजीवनात त्यांची क्रिया दर्शवा, या जीवाणूंमुळे माती नायट्रोजनने समृद्ध होते आणि वनस्पतींचे उत्पादन वाढते.
© प्राण्यांच्या (प्रामुख्याने शाकाहारी) आणि मानवांच्या आतड्यांमधील सहजीवी जीवाणू फायबरचे शोषण सुनिश्चित करतात.
© जिवाणू हे केवळ विघटन करणारे नाहीत तर सेंद्रिय पदार्थांचे उत्पादक (निर्माते) देखील आहेत, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ इतर जीवांनी वापरला पाहिजे. एका प्रकारच्या जीवाणूंच्या क्रियाकलापांच्या परिणामी तयार होणारी संयुगे दुसर्या प्रकारच्या जीवाणूंसाठी ऊर्जा स्त्रोत म्हणून काम करू शकतात.
© याव्यतिरिक्त कार्बन डाय ऑक्साइड, सेंद्रिय पदार्थांच्या विघटनादरम्यान, इतर वायू देखील वातावरणात प्रवेश करतात: H2, H2S, CH2 इ.
Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, जीवाणू वातावरणातील वायू रचना नियंत्रित करतात.
© मातीच्या निर्मितीच्या प्रक्रियेत (माती तयार करणार्या खडकांमधील खनिजांचा नाश, बुरशीची निर्मिती) प्रक्रियेत जीवाणू देखील महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावतात.
जीवाणूंच्या जीवनादरम्यान तयार झालेले काही पदार्थ मानवांसाठी देखील महत्त्वाचे असतात. त्यांचा अर्थ खालीलप्रमाणे आहे.
© बॅक्टेरियाची क्रिया लैक्टिक ऍसिड उत्पादने मिळविण्यासाठी वापरली जाते, sauerkraut, चारा ensiling;
© सेंद्रिय ऍसिडस्, अल्कोहोल, एसीटोन, एन्झाईमॅटिक तयारी मिळविण्यासाठी;
© सध्या, बॅक्टेरिया सक्रियपणे औषध, पशुवैद्यकीय औषध आणि पशुपालनामध्ये वापरल्या जाणार्या अनेक जैविक दृष्ट्या सक्रिय पदार्थ (अँटिबायोटिक्स, अमीनो ऍसिड, जीवनसत्त्वे इ.) चे उत्पादक म्हणून वापरले जातात;
© जनुकीय अभियांत्रिकीच्या पद्धतींबद्दल धन्यवाद, जीवाणूंच्या मदतीने, मानवी इन्सुलिन आणि इंटरफेरॉन सारखे आवश्यक पदार्थ मिळवले जातात;
© बॅक्टेरियाच्या सहभागाशिवाय, तंबाखूची पाने सुकवताना होणारी प्रक्रिया, टॅनिंगसाठी चामडे तयार करणे आणि अंबाडी आणि भांगाच्या तंतूंचे मॅकरेशन अशक्य आहे;
© मनुष्य सांडपाण्यावर प्रक्रिया करण्यासाठी जीवाणू देखील वापरतो.
रोगजनक जीवाणूंद्वारे नकारात्मक भूमिका बजावली जाते ज्यामुळे वनस्पती, प्राणी आणि मानवांचे रोग होतात.
अनेक जीवाणू अन्न खराब करतात, प्रक्रियेत विषारी पदार्थ सोडतात.
रचना
बॅक्टेरिया हे अतिशय लहान सजीव आहेत. ते केवळ उच्च विस्तारित सूक्ष्मदर्शकाखाली पाहिले जाऊ शकतात. सर्व जीवाणू एकपेशीय असतात. जिवाणू पेशीची अंतर्गत रचना वनस्पती आणि प्राण्यांच्या पेशींसारखी नसते. त्यांच्याकडे न्यूक्लियस किंवा प्लास्टीड नसतात. आण्विक पदार्थ आणि रंगद्रव्ये उपस्थित आहेत, परंतु "विखुरलेल्या" स्थितीत आहेत. स्वरूप वैविध्यपूर्ण आहे.
जिवाणू पेशी एका विशेष दाट शेलमध्ये परिधान केली जाते - सेल भिंत, जी संरक्षणात्मक आणि सहाय्यक कार्ये करते आणि बॅक्टेरियमला कायमस्वरूपी, वैशिष्ट्यपूर्ण आकार देखील देते. जीवाणूची सेल भिंत वनस्पती पेशीच्या शेलसारखी असते. हे पारगम्य आहे: त्याद्वारे, पोषक मुक्तपणे सेलमध्ये जातात आणि चयापचय उत्पादने वातावरणात जातात. बहुतेकदा, बॅक्टेरियामध्ये सेल भिंतीच्या वर श्लेष्माचा अतिरिक्त संरक्षणात्मक थर तयार होतो - एक कॅप्सूल. कॅप्सूलची जाडी सेलच्या व्यासापेक्षा अनेक पटीने जास्त असू शकते, परंतु ती खूप लहान असू शकते. कॅप्सूल हा सेलचा अनिवार्य भाग नाही, तो जीवाणू ज्या परिस्थितीमध्ये प्रवेश करतो त्यानुसार तयार होतो. हे बॅक्टेरियाला कोरडे होण्यापासून वाचवते.
काही जीवाणूंच्या पृष्ठभागावर लांब फ्लॅगेला (एक, दोन किंवा अनेक) किंवा लहान पातळ विली असतात. फ्लॅगेलाची लांबी जीवाणूच्या शरीराच्या आकारापेक्षा अनेक पटीने जास्त असू शकते.
फ्लॅगेला आणि विलीच्या मदतीने जीवाणू हलतात.
जिवाणू पेशीच्या आत एक दाट अचल साइटोप्लाझम आहे. त्याची एक स्तरित रचना आहे, तेथे व्हॅक्यूल्स नसतात, म्हणून विविध प्रथिने (एंझाइम) आणि राखीव पोषक तत्त्वे सायटोप्लाझमच्या अगदी पदार्थात असतात. जिवाणू पेशींना केंद्रक नसतो. त्यांच्या पेशींच्या मध्यवर्ती भागात, आनुवंशिक माहिती वाहून नेणारा पदार्थ केंद्रित असतो. बॅक्टेरिया - न्यूक्लिक अॅसिड - डीएनए. परंतु हा पदार्थ न्यूक्लियसमध्ये तयार केलेला नाही.
जिवाणू पेशीची अंतर्गत संस्था जटिल असते आणि तिचे स्वतःचे असते विशिष्ट वैशिष्ट्ये. सायटोप्लाझम पेशीच्या भिंतीपासून सायटोप्लाज्मिक झिल्लीने वेगळे केले जाते. सायटोप्लाझममध्ये, मुख्य पदार्थ, किंवा मॅट्रिक्स, राइबोसोम्स आणि थोड्या प्रमाणात पडदा संरचना जे सर्वात जास्त कार्य करतात. विविध कार्ये(माइटोकॉन्ड्रियाचे अॅनालॉग, एंडोप्लाज्मिक रेटिक्युलम, गोल्गी उपकरण). बॅक्टेरियाच्या पेशींच्या सायटोप्लाझममध्ये अनेकदा ग्रॅन्युल असतात विविध आकारआणि आकार. ग्रॅन्युल संयुगे बनलेले असू शकतात जे ऊर्जा आणि कार्बनचे स्त्रोत म्हणून काम करतात. बॅक्टेरियाच्या पेशीमध्ये चरबीचे थेंब देखील आढळतात.
बीजाणू निर्मिती
जिवाणू पेशीच्या आत बीजाणू तयार होतात. बीजाणू तयार होण्याच्या प्रक्रियेत, जीवाणू पेशी जैवरासायनिक प्रक्रियेच्या मालिकेतून जातात. हे प्रमाण कमी करते मोफत पाणी, एंजाइमॅटिक क्रियाकलाप कमी होतो. हे प्रतिकूल पर्यावरणीय परिस्थितींना बीजाणूंचा प्रतिकार सुनिश्चित करते ( उच्च तापमान, उच्च मीठ एकाग्रता, कोरडे इ.). बीजाणू तयार होणे हे केवळ जीवाणूंच्या एका लहान गटाचे वैशिष्ट्य आहे. बीजाणू हे जीवाणूंच्या जीवन चक्रातील आवश्यक टप्पा नाहीत. स्पोरुलेशन केवळ पोषक तत्वांच्या कमतरतेने किंवा चयापचय उत्पादनांच्या संचयाने सुरू होते. बीजाणूंच्या रूपातील जीवाणू दीर्घकाळ सुप्त राहू शकतात. बॅक्टेरियाचे बीजाणू दीर्घकाळ उकळणे आणि खूप लांब गोठणे सहन करतात. अनुकूल परिस्थिती निर्माण झाली की वाद उगवतो आणि व्यवहार्य बनतो. जिवाणू बीजाणू हे प्रतिकूल परिस्थितीत जगण्यासाठी अनुकूलता आहेत. जिवाणू बीजाणू वाहून नेण्यासाठी वापरले जातात प्रतिकूल परिस्थिती. ते सेलच्या सामग्रीच्या आतील भागातून तयार होतात. या प्रकरणात, बीजाणूभोवती एक नवीन, घनदाट कवच तयार होते. बीजाणू खूप कमी तापमान (खाली -273 ° से) आणि खूप जास्त तापमान सहन करू शकतात. उकळत्या पाण्याने बीजाणू मारले जात नाहीत.
अन्न
अनेक जीवाणूंमध्ये क्लोरोफिल आणि इतर रंगद्रव्ये असतात. ते वनस्पती (सायनोबॅक्टेरिया, जांभळा जीवाणू) प्रमाणे प्रकाशसंश्लेषण करतात. इतर जीवाणू अजैविक पदार्थांपासून ऊर्जा मिळवतात - सल्फर, लोह संयुगे आणि इतर, परंतु कार्बनचा स्रोत, प्रकाशसंश्लेषणाप्रमाणे, कार्बन डायऑक्साइड आहे.
पुनरुत्पादन
जीवाणू एका पेशीचे दोन भाग करून पुनरुत्पादन करतात. एका विशिष्ट आकारापर्यंत पोहोचल्यानंतर, जीवाणू दोन समान जीवाणूंमध्ये विभागतो. मग त्यातील प्रत्येकजण पोसणे, वाढणे, विभाजित करणे इत्यादी सुरू करतो. पेशी वाढविल्यानंतर, एक आडवा सेप्टम हळूहळू तयार होतो, आणि नंतर कन्या पेशी वेगळ्या होतात; अनेक जीवाणूंमध्ये, काही विशिष्ट परिस्थितीत, विभाजनानंतर पेशी वैशिष्ट्यपूर्ण गटांमध्ये जोडलेल्या राहतात. या प्रकरणात, विभागाच्या विमानाची दिशा आणि विभागांची संख्या यावर अवलंबून, विविध रूपे. नवोदित पुनरुत्पादन हा अपवाद म्हणून जीवाणूंमध्ये होतो.
अनुकूल परिस्थितीत, अनेक जीवाणूंमध्ये पेशींचे विभाजन दर 20-30 मिनिटांनी होते. इतक्या जलद पुनरुत्पादनामुळे, 5 दिवसात एका जीवाणूची संतती एक वस्तुमान तयार करण्यास सक्षम आहे जे सर्व समुद्र आणि महासागर भरू शकते. एक साधी गणना दर्शवते की दररोज 72 पिढ्या (720,000,000,000,000,000,000 पेशी) तयार होऊ शकतात. वजन मध्ये अनुवादित केल्यास - 4720 टन. तथापि, हे निसर्गात घडत नाही, कारण बहुतेक जीवाणू सूर्यप्रकाश, कोरडे होणे, अन्नाचा अभाव, 65-100ºС पर्यंत गरम होणे, प्रजातींमधील संघर्ष इत्यादींच्या प्रभावाखाली त्वरीत मरतात.
निसर्गात बॅक्टेरियाची भूमिका. वितरण आणि पर्यावरणशास्त्र
बॅक्टेरिया सर्वव्यापी आहेत: जल संस्था, हवा, माती. त्यापैकी कमीत कमी हवेत आहेत (परंतु गर्दीच्या ठिकाणी नाही). नद्यांच्या पाण्यात 1 सेमी 3 मध्ये त्यापैकी 400,000 पर्यंत असू शकतात आणि मातीमध्ये - 1 ग्रॅममध्ये 1,000,000,000 पर्यंत. जीवाणूंचा ऑक्सिजनकडे भिन्न दृष्टीकोन असतो: काहींसाठी ते आवश्यक आहे, इतरांसाठी ते विनाशकारी आहे. बहुतेक जीवाणूंसाठी, +4 आणि +40 °C दरम्यानचे तापमान सर्वात अनुकूल असते. थेट सूर्यप्रकाशामुळे अनेक जीवाणू नष्ट होतात.
मोठ्या संख्येने उद्भवणारे (त्यांच्या प्रजातींची संख्या 2500 पर्यंत पोहोचते), बॅक्टेरिया अनेक नैसर्गिक प्रक्रियांमध्ये अपवादात्मकपणे महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावतात. बुरशी आणि मातीच्या अपृष्ठवंशीय प्राण्यांसह ते वनस्पतींचे अवशेष (पाने, फांद्या इ.) बुरशीमध्ये विघटित करण्यात भाग घेतात. सॅप्रोफायटिक बॅक्टेरियाच्या क्रियाकलापांमुळे खनिज लवण तयार होतात, जे वनस्पतींच्या मुळांद्वारे शोषले जातात. पतंगाच्या मुळांच्या ऊतींमध्ये राहणारे नोड्यूल बॅक्टेरिया, तसेच काही मुक्त-जिवंत जीवाणूंमध्ये वातावरणातील नायट्रोजन आत्मसात करण्याची उल्लेखनीय क्षमता असते, जी वनस्पतींसाठी अगम्य असते. अशा प्रकारे, जीवाणू निसर्गातील पदार्थांच्या चक्रात भाग घेतात.
माती मायक्रोफ्लोरा.मातीमध्ये जीवाणूंची संख्या अत्यंत जास्त आहे - 1 ग्रॅममध्ये शेकडो लाखो आणि अब्जावधी व्यक्ती. ते पाणी आणि हवेपेक्षा मातीमध्ये जास्त प्रमाणात आढळतात. मातीत एकूण जीवाणूंची संख्या बदलते. जीवाणूंची संख्या मातीचा प्रकार, त्यांची स्थिती, थरांची खोली यावर अवलंबून असते. मातीच्या कणांच्या पृष्ठभागावर, सूक्ष्मजीव लहान सूक्ष्म वसाहतींमध्ये (प्रत्येकी 20-100 पेशी) स्थित असतात. बहुतेकदा ते सेंद्रिय पदार्थांच्या गुठळ्यांच्या जाडीत, जिवंत आणि मरणाऱ्या वनस्पतींच्या मुळांवर, पातळ केशिका आणि आतील गुठळ्यांमध्ये विकसित होतात. मातीचा मायक्रोफ्लोरा खूप वैविध्यपूर्ण आहे. जिवाणूंचे वेगवेगळे शारीरिक गट येथे आढळतात: पुट्रेफॅक्टिव्ह, नायट्रिफायिंग, नायट्रोजन-फिक्सिंग, सल्फर बॅक्टेरिया इ. त्यांच्यामध्ये एरोब्स आणि अॅनारोब्स, स्पोर आणि नॉन-स्पोर प्रकार आहेत. मायक्रोफ्लोरा हा माती निर्मितीचा एक घटक आहे. जमिनीतील सूक्ष्मजीवांच्या विकासाचे क्षेत्र म्हणजे जिवंत वनस्पतींच्या मुळांना लागून असलेले क्षेत्र. त्याला रायझोस्फियर म्हणतात आणि त्यात असलेल्या सूक्ष्मजीवांच्या संपूर्णतेला रायझोस्फियर मायक्रोफ्लोरा म्हणतात.
जलसंस्थेचा मायक्रोफ्लोरा.पाणी हे एक नैसर्गिक वातावरण आहे जिथे सूक्ष्मजीव मोठ्या प्रमाणात वाढतात. त्यापैकी बहुतेक पाणी जमिनीतून प्रवेश करतात. पाण्यातील जीवाणूंची संख्या, त्यातील पोषक घटकांची उपस्थिती निर्धारित करणारा घटक. आर्टिसियन विहिरी आणि झरे यांचे पाणी सर्वात स्वच्छ आहे. मोकळे जलाशय आणि नद्या बॅक्टेरियाने भरपूर असतात. सर्वात जास्त जीवाणू किनाऱ्याच्या जवळ असलेल्या पाण्याच्या पृष्ठभागाच्या थरांमध्ये आढळतात. किनाऱ्यापासून वाढते अंतर आणि खोली वाढल्याने जीवाणूंची संख्या कमी होते. शुद्ध पाणी 1 मिली मध्ये 100-200 जीवाणू असतात आणि दूषित - 100-300 हजार किंवा त्याहून अधिक. तळाच्या गाळात अनेक जीवाणू असतात, विशेषत: पृष्ठभागाच्या थरात, जिथे जीवाणू एक फिल्म बनवतात. या चित्रपटात भरपूर सल्फर आणि लोह बॅक्टेरिया आहेत, जे हायड्रोजन सल्फाइड ते सल्फ्यूरिक ऍसिडचे ऑक्सिडाइझ करतात आणि त्यामुळे मासे मरण्यापासून रोखतात. गाळात बीजाणू वाहणारे प्रकार जास्त असतात, तर बीजाणू नसणारे प्रकार पाण्यात प्रबळ असतात. प्रजातींच्या रचनेच्या बाबतीत, पाण्याचा मायक्रोफ्लोरा मातीच्या मायक्रोफ्लोरासारखाच आहे, परंतु विशिष्ट प्रकार देखील आढळतात. पाण्यात पडलेल्या विविध कचरा नष्ट करून, सूक्ष्मजीव हळूहळू पाण्याचे तथाकथित जैविक शुद्धीकरण करतात.
एअर मायक्रोफ्लोरा.हवेतील मायक्रोफ्लोरा माती आणि पाण्याच्या मायक्रोफ्लोरापेक्षा कमी आहे. जीवाणू धुळीसह हवेत वाढतात, काही काळ तेथे राहू शकतात आणि नंतर पृथ्वीच्या पृष्ठभागावर स्थिर होतात आणि पोषणाच्या अभावामुळे किंवा अल्ट्राव्हायोलेट किरणांच्या प्रभावाखाली मरतात. हवेतील सूक्ष्मजीवांची संख्या अवलंबून असते भौगोलिक क्षेत्र, भूप्रदेश, ऋतू, धूळ प्रदूषण इ. प्रत्येक धुळीचा कण सूक्ष्मजीवांचा वाहक असतो. हवेतील बहुतेक जीवाणू औद्योगिक उपक्रम. ग्रामीण भागातील हवा स्वच्छ आहे. सर्वात स्वच्छ हवा जंगले, पर्वत, बर्फाच्छादित जागांवर आहे. हवेच्या वरच्या थरांमध्ये कमी जंतू असतात. हवेच्या मायक्रोफ्लोरामध्ये अनेक रंगद्रव्ये असलेले आणि बीजाणूजन्य जीवाणू असतात जे अतिनील किरणांना इतरांपेक्षा जास्त प्रतिरोधक असतात.
मानवी शरीराचा मायक्रोफ्लोरा.एखाद्या व्यक्तीचे शरीर, अगदी पूर्णपणे निरोगी, नेहमी मायक्रोफ्लोराचे वाहक असते. जेव्हा मानवी शरीर हवा आणि मातीच्या संपर्कात येते तेव्हा विविध प्रकारचे सूक्ष्मजीव, ज्यात रोगजनक (टिटॅनस बॅसिली, गॅस गॅंग्रीन इ.) असतात, कपडे आणि त्वचेवर स्थिर होतात. मानवी शरीराचे उघडलेले भाग वारंवार दूषित असतात. E. coli, staphylococci हातावर आढळतात. मौखिक पोकळीमध्ये 100 पेक्षा जास्त प्रकारचे सूक्ष्मजंतू असतात. तोंड, त्याचे तापमान, आर्द्रता, पोषक अवशेषांसह, सूक्ष्मजीवांच्या विकासासाठी एक उत्कृष्ट वातावरण आहे. पोटात अम्लीय प्रतिक्रिया असते, म्हणून त्यातील बहुतेक सूक्ष्मजीव मरतात. लहान आतड्यापासून सुरू होणारी, प्रतिक्रिया अल्कधर्मी बनते, म्हणजे. सूक्ष्मजंतूंसाठी अनुकूल. मोठ्या आतड्यातील मायक्रोफ्लोरा खूप वैविध्यपूर्ण आहे. प्रत्येक प्रौढ दररोज सुमारे 18 अब्ज जीवाणू मलमूत्राने उत्सर्जित करतो, म्हणजे. माणसांपेक्षा जास्त व्यक्ती जग. बाह्य वातावरणाशी (मेंदू, हृदय, यकृत, मूत्राशय इ.) जोडलेले नसलेले अंतर्गत अवयव सहसा सूक्ष्मजंतूंपासून मुक्त असतात. या अवयवांमध्ये सूक्ष्मजंतू केवळ आजारपणातच प्रवेश करतात.
मानवी जीवनात बॅक्टेरियाचे महत्त्व
किण्वन प्रक्रियांना खूप महत्त्व आहे; यालाच सामान्यतः कार्बोहायड्रेट्सचे विघटन म्हणतात. तर, किण्वन परिणामी, दूध केफिर आणि इतर उत्पादनांमध्ये बदलते; ensiling चारा देखील किण्वन आहे. किण्वन मानवी आतड्यात देखील होते. योग्य बॅक्टेरियाशिवाय (जसे की ई. कोलाय), आतडे सामान्यपणे कार्य करू शकत नाहीत. सडणे, निसर्गात उपयुक्त, दैनंदिन जीवनात अत्यंत अवांछित आहे (उदाहरणार्थ, मांस उत्पादनांचे नुकसान). किण्वन (उदाहरणार्थ, आंबट दूध) देखील नेहमीच उपयुक्त नसते. जेणेकरून उत्पादने खराब होणार नाहीत, ते खारट, वाळलेले, कॅन केलेला, रेफ्रिजरेटरमध्ये ठेवलेले आहेत. त्यामुळे बॅक्टेरियाची क्रिया कमी होते.
पॅथोजेनिक बॅक्टेरिया
जिवाणू बीजाणू, बुरशीजन्य बीजाणूंच्या विपरीत, पुनरुत्पादित होत नाहीत, परंतु प्रतिकूल परिस्थितीचा सामना करण्यासाठी अनुकूलता म्हणून काम करा. प्रत्येक जीवाणू फक्त एका बीजाणूमध्ये बदलतो. जेव्हा पर्यावरणीय परिस्थिती योग्य बनते, तेव्हा बीजाणू पुन्हा सामान्य चयापचय असलेल्या जीवाणूमध्ये पुन्हा निर्माण होतात.
बीजाणूंच्या अवस्थेत, अनेक जीवाणू गंभीर तापमानात (उकळण्यापासून खोल उणेपर्यंत) टिकून राहू शकतात आणि शेकडो वर्षे व्यवहार्य राहतात.
जिवाणू बीजाणूंच्या निर्मितीसह, पाणी कमी झाल्यामुळे साइटोप्लाझमचे प्रमाण कमी होते. परिणामी, बीजाणू सामान्यतः जीवाणूपेक्षा लहान आणि हलके असतात.
बीजाणू वाऱ्याद्वारे सहजपणे वाहून नेले जातात, ज्याचा अर्थ असा आहे की त्यांची निर्मिती केवळ संरक्षणात्मक यंत्रणाच नव्हे तर सेटलमेंटची पद्धत देखील मानली जाऊ शकते.
बुरशीमधील बीजाणू देखील सेटलमेंटसाठी काम करतात, परंतु येथे त्यांचे मुख्य कार्य पुनरुत्पादन आहे, जे प्रोकेरियोट्सच्या बाबतीत नाही.
वाद वेगवेगळ्या प्रकारे होऊ शकतात. बर्याचदा, तथाकथित एंडोस्पोर्स तयार होतात. या प्रकरणात, सेल झिल्ली आतल्या बाजूने फुगते, सायटोप्लाझम त्याच्या सामग्रीसह तेथे जातो आणि उर्वरित जीवाणू एका संरक्षणात्मक थरात बदलतात, जो बाहेरून आणि आतून सेल झिल्लीमध्ये बंद असतो.
जीवाणू पृथ्वीवर 3.5 अब्ज वर्षांहून अधिक काळ जगत आहेत. या काळात ते बरेच काही शिकले आणि बरेच काही जुळवून घेतले. आता ते लोकांना मदत करत आहेत. जीवाणू आणि माणूस अविभाज्य बनले. बॅक्टेरियाचे एकूण वस्तुमान प्रचंड आहे. ते सुमारे 500 अब्ज टन आहे.
फायदेशीर जीवाणू दोन सर्वात महत्वाची पर्यावरणीय कार्ये करतात - ते नायट्रोजन निश्चित करतात आणि सेंद्रिय अवशेषांच्या खनिजीकरणात भाग घेतात. निसर्गातील जीवाणूंची भूमिका जागतिक आहे. ते पृथ्वीच्या बायोस्फियरमधील रासायनिक घटकांच्या हालचाली, एकाग्रता आणि विखुरण्यात गुंतलेले आहेत.
मानवासाठी फायदेशीर जीवाणूंचे महत्त्व मोठे आहे. ते त्याच्या शरीरात राहणाऱ्या संपूर्ण लोकसंख्येपैकी 99% आहेत. त्यांना धन्यवाद, एक व्यक्ती जगतो, श्वास घेतो आणि खातो.
महत्वाचे. ते संपूर्ण जीवन समर्थन प्रदान करतात.
बॅक्टेरिया खूपच सोपे आहेत. शास्त्रज्ञांनी असे सुचवले आहे की ते प्रथम पृथ्वी ग्रहावर दिसले.
मानवी शरीर उपयुक्त आणि दोन्ही द्वारे वसलेले आहे. मानवी शरीर आणि जीवाणू यांच्यातील विद्यमान संतुलन शतकानुशतके पॉलिश केले गेले आहे.
शास्त्रज्ञांनी गणना केल्याप्रमाणे, मानवी शरीरात 500 ते 1000 विविध प्रकारचे जीवाणू किंवा या आश्चर्यकारक भाडेकरूंचे ट्रिलियन्स असतात, जे एकूण वजनाच्या 4 किलो पर्यंत असतात. 3 किलोग्रॅम पर्यंत सूक्ष्मजीव शरीरे फक्त आतड्यांमध्ये आढळतात. बाकीचे मूत्रजननमार्गात, त्वचेवर आणि मानवी शरीराच्या इतर पोकळ्यांवर असतात. सूक्ष्मजीव त्याच्या आयुष्याच्या पहिल्या मिनिटांपासून नवजात मुलाचे शरीर भरतात आणि शेवटी 10-13 वर्षांनी आतड्यांसंबंधी मायक्रोफ्लोराची रचना तयार करतात.
स्ट्रेप्टोकोकी, लैक्टोबॅसिली, बायफिडोबॅक्टेरिया, एन्टरोबॅक्टेरिया, बुरशी, आतड्यांसंबंधी विषाणू, नॉन-पॅथोजेनिक प्रोटोझोआ आतड्यात राहतात. लॅक्टोबॅसिली आणि बिफिडोबॅक्टेरिया आतड्यांसंबंधी वनस्पतींचा 60% बनवतात. या गटाची रचना नेहमीच स्थिर असते, ते सर्वात जास्त असतात आणि मुख्य कार्ये करतात.
या प्रकारच्या जीवाणूंचे महत्त्व प्रचंड आहे.
तांदूळ. 1. फोटो बायफिडोबॅक्टेरिया दर्शवितो. संगणक व्हिज्युअलायझेशन.
मानवांसाठी या प्रकारच्या जीवाणूंचे महत्त्व मोठे आहे.
तांदूळ. 2. फोटो E. coli (3D संगणक प्रतिमा) दाखवतो.
तांदूळ. 3. फोटोमध्ये, फायदेशीर जीवाणू लैक्टोबॅसिली (3D संगणक प्रतिमा) आहेत.
ammonifying सूक्ष्मजीव(किडणे कारणीभूत), त्यांच्याकडे असलेल्या अनेक एन्झाईम्सच्या मदतीने ते मृत प्राणी आणि वनस्पतींचे अवशेष विघटित करण्यास सक्षम आहेत. जेव्हा प्रथिने विघटित होतात तेव्हा नायट्रोजन आणि अमोनिया बाहेर पडतात.
युरोबॅक्टेरियायुरियाचे विघटन करा, जे मनुष्य आणि ग्रहावरील सर्व प्राणी दररोज स्राव करतात. त्याचे प्रमाण प्रचंड आहे आणि दरवर्षी 50 दशलक्ष टनांपर्यंत पोहोचते.
अमोनियाच्या ऑक्सिडेशनमध्ये विशिष्ट प्रकारचे जीवाणू गुंतलेले असतात. या प्रक्रियेला नायट्रोफिकेशन म्हणतात.
Denitrifying सूक्ष्मजीवमातीतून वातावरणात आण्विक ऑक्सिजन परत करा.
तांदूळ. 4. फोटोमध्ये, फायदेशीर जीवाणू अमोनिफाइंग सूक्ष्मजंतू आहेत. ते मृत प्राणी आणि वनस्पतींचे अवशेष विघटन करण्यासाठी उघड करतात.
मानव, प्राणी, वनस्पती, बुरशी आणि जीवाणू यांच्या जीवनात जिवाणूंचे महत्त्व प्रचंड आहे. आपल्याला माहिती आहेच, नायट्रोजन त्यांच्या सामान्य अस्तित्वासाठी आवश्यक आहे. परंतु जीवाणू वायू अवस्थेत नायट्रोजन शोषू शकत नाहीत. असे दिसून आले की निळा-हिरवा शैवाल नायट्रोजन बांधू शकतो आणि अमोनिया बनवू शकतो ( सायनोबॅक्टेरिया), मुक्त-जिवंत नायट्रोजन फिक्सरआणि विशेष . हे सर्व उपयुक्त जिवाणू बांधलेल्या नायट्रोजनच्या 90% पर्यंत उत्पादन करतात आणि जमिनीच्या नायट्रोजन निधीमध्ये 180 दशलक्ष टन पर्यंत नायट्रोजन समाविष्ट करतात.
नोड्यूल बॅक्टेरिया शेंगायुक्त वनस्पती आणि समुद्री बकथॉर्नसह चांगले एकत्र राहतात.
अल्फल्फा, मटार, ल्युपिन आणि इतर शेंगासारख्या वनस्पतींमध्ये त्यांच्या मुळांवर नोड्यूल बॅक्टेरियासाठी तथाकथित "अपार्टमेंट" असतात. ही झाडे नायट्रोजनने समृद्ध करण्यासाठी कमी झालेल्या मातीत लावली जातात.
तांदूळ. 5. फोटो शेंगा वनस्पतीच्या मुळांच्या केसांच्या पृष्ठभागावर नोड्यूल बॅक्टेरिया दर्शवितो.
तांदूळ. 6. शेंगायुक्त वनस्पतीच्या मुळाचा फोटो.
तांदूळ. 7. फोटोमध्ये, फायदेशीर जीवाणू सायनोबॅक्टेरिया आहेत.
कार्बन हा प्राण्यांचा सर्वात महत्वाचा सेल्युलर पदार्थ आहे आणि वनस्पतीतसेच वनस्पती जग. हे सेलच्या कोरड्या पदार्थाच्या 50% बनवते.
प्राणी खातात त्या फायबरमध्ये भरपूर कार्बन आढळतो. त्यांच्या पोटात, फायबर सूक्ष्मजंतूंच्या क्रियेत विघटित होते आणि नंतर खताच्या रूपात बाहेर पडतात.
फायबरचे विघटन करणे सेल्युलोज बॅक्टेरिया. त्यांच्या कार्याच्या परिणामी, माती बुरशीने समृद्ध होते, ज्यामुळे तिची सुपीकता लक्षणीय वाढते आणि कार्बन डाय ऑक्साईड वातावरणात परत येतो.
तांदूळ. 8. इंट्रासेल्युलर सिम्बियंट्स रंगीत हिरव्या असतात, प्रक्रिया केलेल्या लाकडाचा वस्तुमान पिवळा असतो.
प्रथिने आणि लिपिडमध्ये मोठ्या प्रमाणात फॉस्फरस असते, ज्याचे खनिजीकरण केले जाते. आपण. megatherium(पुट्रेफॅक्टिव्ह बॅक्टेरियाच्या वंशातून).
लोह बॅक्टेरियाखनिजीकरण प्रक्रियेत भाग घ्या सेंद्रिय संयुगेलोह असलेले. दलदल आणि तलावांमध्ये त्यांच्या क्रियाकलापांच्या परिणामी, मोठ्या प्रमाणात लोखंडाच खनिजआणि फेरोमॅंगनीज ठेवी.
सल्फर बॅक्टेरियापाणी आणि मातीमध्ये राहतात. खतामध्ये त्यापैकी बरेच आहेत. ते सेंद्रिय उत्पत्तीच्या सल्फर-युक्त पदार्थांच्या खनिजीकरण प्रक्रियेत भाग घेतात. सेंद्रिय सल्फर-युक्त पदार्थांच्या विघटनाच्या प्रक्रियेत, हायड्रोजन सल्फाइड वायू सोडला जातो, जो अत्यंत विषारी असतो. वातावरण, सर्व सजीव वस्तूंसह. सल्फर बॅक्टेरिया, त्यांच्या महत्त्वपूर्ण क्रियाकलापांच्या परिणामी, या वायूला निष्क्रिय, निरुपद्रवी कंपाऊंडमध्ये बदलतात.
तांदूळ. 9. उघड निर्जीवपणा असूनही, रिओ टिंटो नदीमध्ये अजूनही जीवन आहे. हे विविध लोह-ऑक्सिडायझिंग जीवाणू आणि इतर अनेक प्रजाती आहेत ज्या केवळ या ठिकाणी आढळू शकतात.
तांदूळ. 10. विनोग्राडस्की स्तंभातील हिरव्या सल्फर बॅक्टेरिया.
जीवाणू जे सेंद्रिय संयुगेच्या खनिजीकरणात सक्रिय भाग घेतात ते पृथ्वी ग्रहाचे क्लिनर (ऑर्डरली) मानले जातात. त्यांच्या मदतीने, मृत वनस्पती आणि प्राण्यांचे सेंद्रिय पदार्थ बुरशीमध्ये बदलतात, जे मातीचे सूक्ष्मजीव बनतात. खनिज ग्लायकोकॉलेट, वनस्पतींच्या मूळ, स्टेम आणि लीफ सिस्टमच्या बांधकामासाठी आवश्यक आहे.
तांदूळ. 11. जलाशयात प्रवेश करणार्या सेंद्रिय पदार्थांचे खनिजीकरण जैवरासायनिक ऑक्सिडेशनच्या परिणामी होते.
वनस्पती जीवांच्या पेशी पेक्टिन नावाच्या विशेष पदार्थाने एकमेकांना (सिमेंट) बांधतात. काही प्रकारच्या ब्युटीरिक ऍसिड बॅक्टेरियामध्ये हा पदार्थ आंबवण्याची क्षमता असते, जे गरम झाल्यावर जिलेटिनस वस्तुमान (पेक्टिस) मध्ये बदलते. भरपूर तंतू (अंबाडी, भांग) असलेली झाडे भिजवताना हे वैशिष्ट्य वापरले जाते.
तांदूळ. 12. ट्रस्ट मिळवण्याचे अनेक मार्ग आहेत. सर्वात सामान्य जैविक पद्धत आहे, ज्यामध्ये आसपासच्या ऊतींसह तंतुमय भागाचे कनेक्शन सूक्ष्मजीवांच्या प्रभावाखाली नष्ट होते. बास्ट वनस्पतींच्या पेक्टिन पदार्थांच्या किण्वन प्रक्रियेला लोब म्हणतात आणि भिजलेल्या पेंढ्याला ट्रस्ट म्हणतात.
पाणी शुद्ध करणारे जीवाणू, त्याच्या आंबटपणाची पातळी स्थिर करा. त्यांच्या मदतीने, तळाशी गाळ कमी होतो, पाण्यात राहणारे मासे आणि वनस्पतींचे आरोग्य सुधारते.
अलीकडे, वेगवेगळ्या देशांतील शास्त्रज्ञांच्या गटाने कृत्रिम डिटर्जंट्स आणि काही औषधांचा भाग असलेल्या डिटर्जंट्स नष्ट करणारे जीवाणू शोधले आहेत.
तांदूळ. 13. झेनोबॅक्टेरियाची क्रिया तेल उत्पादनांनी दूषित झालेली माती आणि जलस्रोत स्वच्छ करण्यासाठी मोठ्या प्रमाणावर वापरली जाते.
तांदूळ. 14. पाणी शुद्ध करणारे प्लास्टिकचे घुमट. त्यामध्ये हेटरोट्रॉफिक बॅक्टेरिया असतात जे कार्बनयुक्त पदार्थांना खातात आणि ऑटोट्रॉफिक बॅक्टेरिया जे अमोनिया आणि नायट्रोजन-युक्त पदार्थांवर खातात. ट्यूब प्रणाली त्यांना जिवंत ठेवते.
क्षमता थिओनिक सल्फर-ऑक्सिडायझिंग बॅक्टेरियातांबे आणि युरेनियम धातू समृद्ध करण्यासाठी वापरला जातो.
तांदूळ. 15. फोटोमध्ये, फायदेशीर जीवाणू थिओबॅसिली आणि अॅसिडिथिओबॅसिलस फेरोऑक्सिडन्स (इलेक्ट्रॉन मायक्रोग्राफ) आहेत. ते सल्फाइड अयस्कांच्या फ्लोटेशन समृद्धी दरम्यान तयार झालेल्या कचऱ्याच्या लीचिंगसाठी तांबे आयन काढण्यास सक्षम आहेत.
बुटीरिक सूक्ष्मजंतूसर्वत्र आहेत. या सूक्ष्मजंतूंचे 25 पेक्षा जास्त प्रकार आहेत. ते प्रथिने, चरबी आणि कार्बोहायड्रेट्सच्या विघटन प्रक्रियेत भाग घेतात.
ब्युटीरिक किण्वन क्लोस्ट्रिडियम वंशातील अॅनारोबिक बीजाणू-निर्मिती करणाऱ्या जीवाणूंमुळे होते. ते विविध शर्करा, अल्कोहोल, सेंद्रिय ऍसिडस्, स्टार्च, फायबर आंबण्यास सक्षम आहेत.
तांदूळ. 16. फोटोमध्ये, ब्यूटरिक सूक्ष्मजीव (संगणक व्हिज्युअलायझेशन).
प्राण्यांच्या जगाच्या अनेक प्रजाती फायबरवर आधारित वनस्पतींना खातात. फायबर (सेल्युलोज) पचवण्यासाठी प्राण्यांना विशेष सूक्ष्मजंतू मदत करतात, ज्यांचे निवास गॅस्ट्रोइंटेस्टाइनल ट्रॅक्टचे काही विभाग आहेत.
प्राण्यांच्या महत्त्वपूर्ण क्रियाकलापांसह मोठ्या प्रमाणात खत सोडले जाते. त्यातून, काही सूक्ष्मजीव मिथेन ("मार्श गॅस") तयार करू शकतात, ज्याचा वापर सेंद्रिय संश्लेषणात इंधन आणि कच्चा माल म्हणून केला जातो.
तांदूळ. 17. कारसाठी इंधन म्हणून मिथेन वायू.
मानवी जीवनात बॅक्टेरियाची भूमिका खूप मोठी आहे. लॅक्टिक ऍसिड बॅक्टेरिया अन्न उद्योगात मोठ्या प्रमाणावर वापरले जातात:
लॅक्टिक ऍसिड बॅक्टेरिया आहेत मिल्क स्ट्रेप्टोकोकी, मलईदार स्ट्रेप्टोकोकी, बल्गेरियन, ऍसिडोफिलिक, ग्रेन थर्मोफिलिक आणि काकडीच्या काड्या. स्ट्रेप्टोकोकस आणि लॅक्टोबॅसिलस वंशाचे जीवाणू उत्पादनांना दाट पोत देतात. त्यांच्या महत्त्वपूर्ण क्रियाकलापांच्या परिणामी, चीजची गुणवत्ता सुधारते. ते चीजला विशिष्ट चीज चव देतात.
तांदूळ. 18. फोटोमध्ये, फायदेशीर जीवाणू - लैक्टोबॅसिली ( गुलाबी रंग), बल्गेरियन बॅसिलस आणि थर्मोफिलिक स्ट्रेप्टोकोकस.
तांदूळ. 19. फोटोमध्ये, फायदेशीर जीवाणू हे केफिर (तिबेटी किंवा दूध) मशरूम आणि दुधात थेट प्रवेश करण्यापूर्वी लैक्टिक ऍसिडच्या काड्या आहेत.
तांदूळ. 20. दुग्धजन्य पदार्थ.
तांदूळ. 21. थर्मोफिलिक स्ट्रेप्टोकोकी (स्ट्रेप्टोकोकस थर्मोफिलस) मोझारेला चीज तयार करण्यासाठी वापरली जाते.
तांदूळ. 22. मोल्ड पेनिसिलिनसाठी अनेक पर्याय आहेत. मखमली कवच, हिरवट शिरा, अनोखी चव आणि चीजची औषधी अमोनिया सुगंध अद्वितीय आहे. चीजची मशरूमची चव पिकण्याच्या जागेवर आणि कालावधीवर अवलंबून असते.
तांदूळ. 23. बिफिलिझ - मौखिक प्रशासनासाठी जैविक तयारी, ज्यामध्ये थेट बिफिडोबॅक्टेरिया आणि लाइसोझाइम असतात.
अन्न उद्योग मुख्यतः यीस्ट प्रजाती Saccharomyces cerevisiae वापरतो. ते अल्कोहोलिक किण्वन करतात, म्हणूनच ते बेकिंग व्यवसायात मोठ्या प्रमाणावर वापरले जातात. बेकिंग दरम्यान अल्कोहोलचे बाष्पीभवन होते आणि कार्बन डायऑक्साइडचे फुगे ब्रेड क्रंब तयार करतात.
1910 पासून, सॉसेजमध्ये यीस्ट जोडले गेले. Saccharomyces cerevisiae या प्रजातींचे यीस्ट वाइन, बिअर आणि kvass च्या उत्पादनासाठी वापरले जाते.
तांदूळ. 24. कोम्बुचा हे व्हिनेगर स्टिक्स आणि यीस्टचे अनुकूल सहजीवन आहे. हे गेल्या शतकात आमच्या भागात दिसू लागले.
तांदूळ. 25. बेकिंग उद्योगात सुक्या आणि ओल्या यीस्टचा मोठ्या प्रमाणावर वापर केला जातो.
तांदूळ. 26. Saccharomyces cerevisiae यीस्ट पेशी आणि Saccharomyces cerevisiae चे सूक्ष्म दृश्य - "वास्तविक" वाइन यीस्ट.
पाश्चरने हे देखील सिद्ध केले की विशेष सूक्ष्मजीव एसिटिक ऍसिड ऑक्सिडेशनमध्ये भाग घेतात - व्हिनेगरच्या काड्याजे निसर्गात मोठ्या प्रमाणावर आढळतात. ते वनस्पतींवर स्थायिक होतात, पिकलेल्या भाज्या आणि फळांमध्ये प्रवेश करतात. त्यापैकी बरेच लोणच्या भाज्या आणि फळे, वाइन, बिअर आणि kvass मध्ये आहेत.
व्हिनेगर स्टिक्सची क्षमता इथाइल अल्कोहोल ते एसिटिक ऍसिडचे ऑक्सिडाइझ करण्याची क्षमता आज व्हिनेगर तयार करण्यासाठी वापरली जाते जे अन्नासाठी आणि पशुखाद्य तयार करण्यासाठी वापरले जाते - एनसिलिंग (कॅनिंग).
तांदूळ. 27. चारा तयार करण्याची प्रक्रिया. सायलेज हे उच्च पौष्टिक मूल्य असलेले रसाळ खाद्य आहे.
सूक्ष्मजंतूंच्या महत्त्वपूर्ण क्रियाकलापांच्या अभ्यासामुळे शास्त्रज्ञांना बॅक्टेरियाच्या वाढीस प्रतिबंध करणारा पदार्थ औषधे, जीवनसत्त्वे, हार्मोन्स आणि एन्झाईम्सच्या संश्लेषणासाठी काही जीवाणू वापरण्याची परवानगी मिळाली आहे.
ते अनेक संसर्गजन्य आणि विषाणूजन्य रोगांशी लढण्यास मदत करतात. बहुतेक प्रतिजैविक तयार केले जातात actinomycetes, कमी वेळा नॉन-मायसेलर बॅक्टेरिया. बुरशीपासून बनवलेले पेनिसिलिन जिवाणूंच्या पेशींची भिंत नष्ट करते. Streptomycetesस्ट्रेप्टोमायसिन तयार करते, जे सूक्ष्मजीव पेशींच्या राइबोसोम्सना निष्क्रिय करते. गवताच्या काड्याकिंवा बॅसिलस सबटिलिसवातावरण अम्लीकरण. अनेक प्रतिजैविक पदार्थांच्या निर्मितीमुळे ते पुट्रेफॅक्टिव्ह आणि सशर्त रोगजनक सूक्ष्मजीवांच्या वाढीस प्रतिबंध करतात. गवताची काडी एंजाइम तयार करते जे ऊतींच्या पुट्रेफॅक्टिव्ह क्षयमुळे तयार होणारे पदार्थ नष्ट करतात. ते अमीनो ऍसिड, जीवनसत्त्वे आणि इम्युनोएक्टिव्ह यौगिकांच्या संश्लेषणात गुंतलेले आहेत.
जनुकीय अभियांत्रिकीच्या तंत्रज्ञानाचा वापर करून, आज शास्त्रज्ञ वापरण्यास शिकले आहेत इंसुलिन आणि इंटरफेरॉनच्या उत्पादनासाठी.
अनेक जीवाणू एक विशेष प्रथिने तयार करण्यासाठी वापरले जातात जे पशुधन आणि मानवी अन्नामध्ये जोडले जाऊ शकतात.
तांदूळ. 28. फोटोमध्ये, गवत बॅसिलस किंवा बॅसिलस सबटिलिस (पेंट केलेले निळे) चे बीजाणू.
तांदूळ. 29. बायोस्पोरिन-बायोफार्मा हे घरगुती औषध आहे ज्यामध्ये बॅसिलस वंशाचे अपाथोजेनिक बॅक्टेरिया असतात.
आज, तंत्र मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते फायटोबॅक्टेरियासुरक्षित तणनाशकांच्या उत्पादनासाठी. विष बॅसिलस थुरिंगिएन्सिसकीटकांसाठी धोकादायक क्राय-टॉक्सिन उत्सर्जित करतात, ज्यामुळे वनस्पतींच्या कीटकांविरूद्धच्या लढ्यात सूक्ष्मजीवांचे हे वैशिष्ट्य वापरणे शक्य होते.
प्रथिने बनविणार्‍या अमीनो ऍसिडमधील प्रोटीज किंवा क्लीव्ह पेप्टाइड बंध. Amylase स्टार्च तोडतो. गवताची काठी (B. सबटाइलिस) प्रोटीसेस आणि अमायलेसेस तयार करतात. लाँड्री डिटर्जंटच्या निर्मितीमध्ये जिवाणू अमायलेसेसचा वापर केला जातो.
तांदूळ. 30. सूक्ष्मजीवांच्या महत्त्वपूर्ण क्रियाकलापांचा अभ्यास शास्त्रज्ञांना त्यांच्या काही गुणधर्मांना मनुष्याच्या फायद्यासाठी लागू करण्यास अनुमती देतो.
मानवी जीवनात जिवाणूंचे महत्त्व खूप मोठे आहे. फायदेशीर जीवाणू अनेक सहस्राब्दी माणसाचे सतत साथीदार आहेत. आपल्या आत आणि वातावरणात राहणारे सूक्ष्मजीव यांच्यात विकसित झालेले हे नाजूक संतुलन बिघडवणे हे मानवजातीचे कार्य नाही. मानवी जीवनात बॅक्टेरियाची भूमिका खूप मोठी आहे. शास्त्रज्ञ सतत सूक्ष्मजीवांचे फायदेशीर गुणधर्म शोधत आहेत, ज्याचा वापर दैनंदिन जीवनात आणि उत्पादनात केवळ त्यांच्या गुणधर्मांद्वारे मर्यादित आहे.
"आम्हाला सूक्ष्मजीवांबद्दल काय माहिती आहे" या विभागातील लेखसर्वात लोकप्रियमाती मायक्रोफ्लोराची एकूण जैवरासायनिक क्रिया निश्चित करण्यासाठी पद्धती
सेल्युलर संस्थेच्या सूक्ष्मजंतूंची वैशिष्ट्ये
सूक्ष्मजीवांचे विस्तृत वितरण निसर्गातील त्यांची प्रचंड भूमिका दर्शवते. त्यांच्या सहभागाने, माती आणि पाण्यातील विविध सेंद्रिय पदार्थांचे विघटन होते, ते निसर्गातील पदार्थ आणि उर्जेचे परिसंचरण निर्धारित करतात; मातीची सुपीकता, कोळसा, तेल आणि इतर अनेक खनिजांची निर्मिती त्यांच्या क्रियाकलापांवर अवलंबून असते. सूक्ष्मजीव हवामानात गुंतलेले असतात खडकआणि इतर नैसर्गिक प्रक्रिया.
अनेक सूक्ष्मजीव औद्योगिक आणि कृषी उत्पादनात वापरले जातात. अशा प्रकारे, बेकिंग, आंबलेल्या दुधाच्या उत्पादनांचे उत्पादन, वाइनमेकिंग, जीवनसत्त्वे, एन्झाईम्स, अन्न आणि खाद्य प्रथिने, सेंद्रिय ऍसिड आणि शेती, उद्योग आणि औषधांमध्ये वापरल्या जाणार्या अनेक पदार्थांचे उत्पादन विविध सूक्ष्मजीवांच्या क्रियाकलापांवर आधारित आहे. पीक उत्पादन आणि पशुपालनामध्ये सूक्ष्मजीवांचा वापर विशेषतः महत्वाचा आहे. नायट्रोजनसह मातीची समृद्धी त्यांच्यावर अवलंबून असते, सूक्ष्मजीव तयारीच्या मदतीने कृषी पिकांच्या कीटकांचे नियंत्रण, योग्य तयारीआणि फीडचे स्टोरेज, जनावरांच्या पोषणासाठी फीड प्रोटीन, प्रतिजैविक आणि सूक्ष्मजीव पदार्थांची निर्मिती.
सूक्ष्मजीवांचा गैर-नैसर्गिक उत्पत्तीच्या पदार्थांच्या विघटन प्रक्रियेवर सकारात्मक प्रभाव पडतो - झेनोबायोटिक्स, कृत्रिमरित्या संश्लेषित, माती आणि पाण्याच्या शरीरात पडणे आणि त्यांना प्रदूषित करणे.
फायदेशीर सूक्ष्मजीवांसह, आहेत मोठा गटतथाकथित रोगजनक, किंवा रोगजनक, सूक्ष्मजीव जे कृषी प्राणी, वनस्पती, कीटक आणि मानवांना विविध रोगांना कारणीभूत ठरतात. त्यांच्या महत्त्वपूर्ण क्रियाकलापांच्या परिणामी, मानव आणि प्राण्यांच्या संसर्गजन्य रोगांचे साथीचे रोग उद्भवतात, ज्यामुळे अर्थव्यवस्थेच्या विकासावर आणि समाजाच्या उत्पादक शक्तींवर परिणाम होतो.
ताज्या वैज्ञानिक डेटाने केवळ मातीतील सूक्ष्मजीव आणि पर्यावरणात त्यांच्यामुळे निर्माण होणाऱ्या प्रक्रियेची समज वाढवली नाही तर उद्योग आणि कृषी उत्पादनात नवीन उद्योग निर्माण करणे देखील शक्य झाले आहे. उदाहरणार्थ, मातीतील सूक्ष्मजीवांद्वारे स्रावित प्रतिजैविके शोधून काढली गेली आहेत आणि त्यांचा मानव, प्राणी आणि वनस्पतींच्या उपचारांसाठी तसेच कृषी उत्पादनांच्या साठवणुकीसाठी वापर होण्याची शक्यता दर्शविण्यात आली आहे. जैविक दृष्ट्या सक्रिय पदार्थ तयार करण्यासाठी मातीच्या सूक्ष्मजीवांची क्षमता शोधली गेली: जीवनसत्त्वे, अमीनो ऍसिडस्, वनस्पती वाढ उत्तेजक - वाढीचे पदार्थ इ. शेतातील जनावरांना खायला देण्यासाठी सूक्ष्मजीवांच्या प्रथिनांचा वापर करण्याचे मार्ग सापडले आहेत. हवेतून जमिनीत नायट्रोजनचा प्रवाह वाढवणारी सूक्ष्मजीव तयारी ओळखण्यात आली आहे.
फायदेशीर सूक्ष्मजीवांचे आनुवंशिकरित्या सुधारित प्रकार मिळविण्यासाठी नवीन पद्धतींच्या शोधामुळे सूक्ष्मजीवांचा कृषी आणि औद्योगिक उत्पादनात तसेच औषधांमध्ये अधिक व्यापकपणे वापर करणे शक्य झाले आहे. जनुक किंवा अनुवांशिक अभियांत्रिकीचा विकास विशेषतः आशादायक आहे. जैवतंत्रज्ञानाचा विकास, प्रथिने, एन्झाईम्स, जीवनसत्त्वे, प्रतिजैविक, वाढीचे पदार्थ आणि पशुसंवर्धन आणि पीक उत्पादनासाठी आवश्यक असलेल्या इतर उत्पादनांचे संश्लेषण करणार्या उच्च उत्पादक सूक्ष्मजीवांचा उदय याच्या यशाने खात्री पटली.
मानवजाती नेहमीच सूक्ष्मजीवांच्या संपर्कात राहिली आहे, सहस्राब्दी ते जाणून न घेता. अनादी काळापासून, लोकांनी पीठ आंबवणे, अल्कोहोलयुक्त पेये तयार करणे, आंबवलेले दूध, चीज बनवणे, हस्तांतरित करणे हे पाहिले आहे. विविध रोग, साथीच्या रोगांसह. बायबलसंबंधी पुस्तकांमधील उत्तरार्धातील पुरावा हा एक साथीच्या रोगाचा (कदाचित प्लेग) सूचक आहे ज्यामध्ये प्रेत जाळणे आणि स्नान करण्याच्या शिफारसी आहेत.
सूक्ष्मजीवांच्या सध्या स्वीकृत वर्गीकरणानुसार, पोषणाच्या प्रकारानुसार, ते ऊर्जा आणि कार्बनच्या वापराच्या स्त्रोतांवर अवलंबून अनेक गटांमध्ये विभागले गेले आहेत. तर, सूर्यप्रकाशाची उर्जा वापरणारे फोटोट्रॉफ आणि केमोट्रॉफ आहेत, ज्यासाठी ऊर्जा सामग्री विविध सेंद्रिय आणि अजैविक पदार्थ आहेत.
ज्या स्वरुपात सूक्ष्मजीव पर्यावरणातून कार्बन मिळवतात त्यावर अवलंबून, ते दोन गटांमध्ये विभागले गेले आहेत: ऑटोट्रॉफिक ("स्व-आहार"), कार्बन डायऑक्साइडचा कार्बनचा एकमेव स्त्रोत म्हणून वापर करणे आणि हेटरोट्रॉफिक ("इतरांच्या खर्चावर आहार" ), ऐवजी जटिल कमी झालेल्या सेंद्रिय संयुगेच्या रचनेत कार्बन प्राप्त करणे.
अशा प्रकारे, ऊर्जा आणि कार्बन मिळविण्याच्या पद्धतीनुसार, सूक्ष्मजीवांना फोटोऑटोट्रॉफ, फोटोहेटेरोट्रॉफ, केमोऑटोट्रॉफ आणि केमोहेटेरोट्रॉफमध्ये विभागले जाऊ शकते. समूहामध्ये, ऑक्सिडायझेबल सब्सट्रेटच्या स्वरूपावर अवलंबून, ज्याला इलेक्ट्रॉन दाता (एच-डोनर) म्हणतात, त्या बदल्यात, सेंद्रिय पदार्थांच्या विघटनादरम्यान उर्जा वापरणारे ऑर्गेनोट्रॉफ आणि लिथोट्रॉफ (ग्रीक लिथोस - दगड) आहेत. जे अजैविक पदार्थांच्या ऑक्सिडेशनमुळे ऊर्जा प्राप्त करतात. म्हणून, सूक्ष्मजीवांद्वारे वापरले जाणारे ऊर्जा स्त्रोत आणि इलेक्ट्रॉन दाता यावर अवलंबून, फोटोऑर्गॅनोट्रॉफ, फोटोलिथोट्रॉफ, केमोऑर्गॅनोट्रॉफ आणि केमोलिथोट्रॉफ यांच्यात फरक केला पाहिजे. अशा प्रकारे, आठ प्रकारचे अन्न शक्य आहे.
सूक्ष्मजीवांच्या प्रत्येक गटामध्ये विशिष्ट प्रकारचे पोषण असते. खाली सर्वात सामान्य प्रकारच्या पौष्टिकतेचे वर्णन आणि सूक्ष्मजीवांची संक्षिप्त यादी आहे जी त्यांना पार पाडतात.
फोटोट्रॉफीमध्ये ऊर्जेचा स्रोत सूर्यप्रकाश असतो. फोटोलिथोऑटोट्रॉफी हे सूक्ष्मजीवांचे एक प्रकारचे पोषण वैशिष्ट्य आहे जे CO 2 आणि अजैविक संयुगे (H 2 0, H 2 S, S °) पासून सेल पदार्थांचे संश्लेषण करण्यासाठी प्रकाश ऊर्जा वापरतात, म्हणजे. प्रकाशसंश्लेषण पार पाडणे. या गटामध्ये सायनोबॅक्टेरिया, जांभळ्या सल्फर बॅक्टेरिया आणि हिरव्या सल्फर बॅक्टेरियाचा समावेश आहे.
सायनोबॅक्टेरिया (Cyanobacteria1es ऑर्डर), हिरव्या वनस्पतींप्रमाणे, पाण्यातील हायड्रोजनचा वापर करून फोटोकेमिकल मार्गाने CO 2 सेंद्रिय पदार्थात कमी करतात:
C0 2 + H 2 0 light-› (CH 2 O) * + O 2
जांभळा सल्फर जीवाणू (कुटुंब क्रोमॅटियासी) मध्ये बॅक्टेरियोक्लोरोफिल a आणि b असतात, जे या सूक्ष्मजीवांची प्रकाशसंश्लेषण करण्याची क्षमता आणि विविध कॅरोटीनॉइड रंगद्रव्ये निर्धारित करतात.
मध्ये CO 2 पुनर्संचयित करण्यासाठी सेंद्रिय पदार्थया गटातील जीवाणू हायड्रोजनचा वापर करतात, जो H 2 5 चा भाग आहे. त्याच वेळी, सल्फर ग्रॅन्यूल साइटोप्लाझममध्ये जमा होतात, ज्याचे नंतर सल्फ्यूरिक ऍसिडमध्ये ऑक्सिडाइझ केले जाते:
C0 2 + 2H 2 S प्रकाश- › (CH 2 O) + H 2 + 2S
3CO 2 + 2S + 5H 2 O प्रकाश-> 3 (CH 2 0) + 2H 2 S0 4
जांभळा सल्फर बॅक्टेरिया हे सहसा बंधनकारक अॅनारोब असतात.
ग्रीन सल्फर बॅक्टेरिया (फॅमिली क्लोरोबियासी) मध्ये हिरवे बॅक्टेरियोक्लोरोफिल असतात आणि त्यात थोड्या प्रमाणात बॅक्टेरियोक्लोरोफिल, तसेच विविध कॅरोटीनोइड्स असतात. जांभळ्या सल्फरच्या जीवाणूंप्रमाणे, ते कठोर अॅनारोब्स आहेत आणि प्रकाशसंश्लेषणाच्या प्रक्रियेत हायड्रोजन सल्फाइड, सल्फाइड आणि सल्फाइट्सचे ऑक्सिडायझेशन करण्यास सक्षम आहेत, सल्फर जमा करतात, जे बहुतेक प्रकरणांमध्ये 50^" 2 पर्यंत ऑक्सिडाइझ केले जाते.
फोटोऑर्गेनोहेटेरोट्रॉफी हा सूक्ष्मजीवांच्या पोषणाचा एक प्रकार आहे जो प्रकाशसंश्लेषणाव्यतिरिक्त ऊर्जा मिळविण्यासाठी साध्या सेंद्रिय संयुगे देखील वापरू शकतो. जांभळा नॉन-सल्फर जीवाणू या गटातील आहेत.
जांभळा नॉन-सल्फर जीवाणू (कुटुंब Rhjdospirillaceae) मध्ये bacteriochlorophylls a आणि b, तसेच विविध कॅरोटीनोइड्स असतात. ते हायड्रोजन सल्फाइड (H 2 S) ऑक्सिडाइझ करू शकत नाहीत, सल्फर जमा करतात आणि वातावरणात सोडतात.
केमोट्रॉफीमध्ये, उर्जा स्त्रोत अकार्बनिक आणि सेंद्रिय संयुगे असतात. केमोलिथोऑटोट्रॉफी हा सूक्ष्मजीवांच्या पोषणाचा एक प्रकार आहे जो अकार्बनिक यौगिकांच्या ऑक्सिडेशनमधून ऊर्जा प्राप्त करतो, जसे की H 2, NH 4 +, N0 2 -, Fe 2+, H 2 S, S °, S0z 2 -, S 2 0z. 2- , CO, इ. ऑक्सिडेशन प्रक्रियेलाच केमोसिंथेसिस म्हणतात. केमोलिथोऑटोट्रॉफिक पेशींच्या सर्व घटकांच्या बांधकामासाठी कार्बन कार्बन डायऑक्साइडपासून प्राप्त होतो.
1887-1890 मध्ये सूक्ष्मजीवांमध्ये केमोसिंथेसिस (लोह बॅक्टेरिया आणि नायट्रिफायिंग बॅक्टेरिया) शोधले गेले. प्रसिद्ध रशियन सूक्ष्मजीवशास्त्रज्ञ एस.एन. विनोग्राडस्की. केमोलिथोऑटोट्रॉफी नायट्रिफायिंग बॅक्टेरिया (अमोनिया किंवा नायट्रेटचे ऑक्सिडायझेशन), सल्फर बॅक्टेरिया (हायड्रोजन सल्फाइड, एलिमेंटल सल्फर आणि काही साध्या अजैविक सल्फर संयुगेचे ऑक्सिडायझेशन), हायड्रोजनचे पाण्यात ऑक्सिडाइझ करणारे जीवाणू, लोह बॅक्टेरिया जे ऑक्सिडाइझ करू शकतात, इत्यादीद्वारे केले जाते.
या जीवाणूंमुळे होणार्‍या केमोलिथोऑटोट्रॉफीच्या प्रक्रियेदरम्यान किती ऊर्जा मिळते याची कल्पना पुढील प्रतिक्रियांद्वारे दिली जाते:
NH3 + 11/2 0 2 - HN0 2 + H 2 0 + 2.8 10 5 J
HN0 2 + 1/2 0 2 - HN0 3 + 0.7 105 J
H 2 S + 1/2 0 2 - S + H 2 0 + 1.7 10 5 J
S + 11/2 0 2 - H 2 S0 4 + 5.0 10 5 J
H 2 + 1/ 2 0 2 - H 2 0 + 2.3 10 5 J
2FeС0 3 + 1/2 0 2 + ZN 2 0 - 2Fe (OH) 3 + 2С0 2 + 1.7 10 5 J
Chemoorganoheterotrophy हा एक प्रकारचा पोषण वैशिष्ट्यपूर्ण सूक्ष्मजीव आहे जो सेंद्रिय संयुगांपासून आवश्यक ऊर्जा आणि कार्बन मिळवतो. या सूक्ष्मजीवांमध्ये अनेक एरोबिक आणि अॅनारोबिक प्रजाती आहेत ज्या माती आणि इतर थरांमध्ये राहतात.
