Lý thuyết về khả năng không thể xảy ra: vi khuẩn trong phân của trẻ sơ sinh như một loại vi khuẩn mới. Lý thuyết vi sinh vật của Pasteur trong sinh học

Vi khuẩn là nhóm sinh vật lâu đời nhất hiện đang tồn tại trên Trái đất. Vi khuẩn đầu tiên có lẽ đã xuất hiện cách đây hơn 3,5 tỷ năm và trong gần một tỷ năm, chúng là sinh vật sống duy nhất trên hành tinh của chúng ta. Vì đây là những đại diện đầu tiên của thiên nhiên sống nên cơ thể của chúng có cấu trúc nguyên thủy.

Theo thời gian, cấu trúc của chúng trở nên phức tạp hơn nhưng cho đến ngày nay vi khuẩn vẫn được coi là sinh vật đơn bào nguyên thủy nhất. Điều thú vị là một số vi khuẩn vẫn giữ được những đặc điểm nguyên thủy của tổ tiên xa xưa của chúng. Điều này được quan sát thấy ở vi khuẩn sống trong suối lưu huỳnh nóng và bùn thiếu oxy ở đáy hồ chứa.

Hầu hết vi khuẩn đều không màu. Chỉ một số ít có màu tím hoặc xanh lá cây. Nhưng khuẩn lạc của nhiều vi khuẩn có màu sắc tươi sáng, nguyên nhân là do sự giải phóng một chất có màu vào môi trường hoặc do sắc tố của tế bào.

Người phát hiện ra thế giới vi khuẩn là Antony Leeuwenhoek, một nhà tự nhiên học người Hà Lan ở thế kỷ 17, người đầu tiên tạo ra một chiếc kính hiển vi phóng đại hoàn hảo có thể phóng to các vật thể lên 160-270 lần.

Vi khuẩn được phân loại là sinh vật nhân sơ và được xếp vào một giới riêng biệt - Vi khuẩn.

Thân hình

Vi khuẩn rất nhiều và đa dạng. Chúng khác nhau về hình dạng.

Tên vi khuẩn	Hình dạng vi khuẩn	Hình ảnh vi khuẩn
cầu khuẩn		hình quả bóng
Trực khuẩn		hình que
Vibrio		Hình dấu phẩy
Tảo xoắn		xoắn ốc
liên cầu khuẩn		Chuỗi cầu khuẩn
tụ cầu khuẩn		Các cụm cầu khuẩn
ngoại giao		Hai vi khuẩn tròn được bao bọc trong một viên nang nhầy

Phương thức vận chuyển

Trong số các vi khuẩn có dạng di động và bất động. Các động lực di chuyển do các cơn co thắt giống như sóng hoặc nhờ sự trợ giúp của roi (các sợi xoắn ốc xoắn), bao gồm một loại protein đặc biệt gọi là Flagellin. Có thể có một hoặc nhiều tiên mao. Ở một số vi khuẩn, chúng nằm ở một đầu của tế bào, ở những vi khuẩn khác - ở hai hoặc trên toàn bộ bề mặt.

Nhưng sự di chuyển cũng là vốn có ở nhiều vi khuẩn khác thiếu roi. Như vậy, vi khuẩn được bao phủ bởi chất nhầy bên ngoài có khả năng di chuyển lướt nhẹ.

Một số vi khuẩn trong nước và đất thiếu roi có không bào khí trong tế bào chất. Có thể có 40-60 không bào trong một tế bào. Mỗi cái đều chứa đầy khí (có lẽ là nitơ). Bằng cách điều chỉnh lượng khí trong không bào, vi khuẩn thủy sinh có thể chìm vào cột nước hoặc nổi lên trên bề mặt và vi khuẩn đất có thể di chuyển trong các mao mạch của đất.

Môi trường sống

Do tổ chức đơn giản và không phô trương, vi khuẩn phổ biến rộng rãi trong tự nhiên. Vi khuẩn được tìm thấy ở khắp mọi nơi: trong một giọt nước suối tinh khiết nhất, trong hạt đất, trong không khí, trên đá, trong tuyết vùng cực, cát sa mạc, dưới đáy đại dương, trong dầu khai thác từ độ sâu lớn, và thậm chí cả trong nước suối nóng có nhiệt độ khoảng 80oC. Chúng sống trên thực vật, trái cây, động vật khác nhau và ở người trong ruột, khoang miệng, tay chân và trên bề mặt cơ thể.

Vi khuẩn là sinh vật sống nhỏ nhất và đông đảo nhất. Do kích thước nhỏ nên chúng dễ dàng xâm nhập vào mọi vết nứt, kẽ hở hoặc lỗ chân lông. Rất khỏe mạnh và thích nghi với nhiều điều kiện sống khác nhau. Chúng chịu được khô, cực lạnh và nóng lên tới 90°C mà không mất khả năng tồn tại.

Thực tế không có nơi nào trên Trái đất không tìm thấy vi khuẩn nhưng với số lượng khác nhau. Điều kiện sống của vi khuẩn rất đa dạng. Một số trong số chúng cần oxy trong khí quyển, một số khác thì không cần và có thể sống trong môi trường không có oxy.

Trong không khí: vi khuẩn bay lên tầng khí quyển cao tới 30 km. và hơn thế nữa.

Đặc biệt có rất nhiều trong số chúng trong đất. 1 g đất có thể chứa hàng trăm triệu vi khuẩn.

Trong nước: ở các lớp nước bề mặt trong các hồ chứa mở. Vi khuẩn thủy sinh có lợi khoáng hóa dư lượng hữu cơ.

Ở cơ thể sống: vi khuẩn gây bệnh xâm nhập vào cơ thể từ môi trường bên ngoài, nhưng chỉ khi gặp điều kiện thuận lợi mới gây bệnh. Cộng sinh sống trong cơ quan tiêu hóa, giúp phân hủy, hấp thu thức ăn và tổng hợp vitamin.

Cấu trúc bên ngoài

Tế bào vi khuẩn được bao phủ bởi một lớp vỏ dày đặc đặc biệt - thành tế bào, thực hiện chức năng bảo vệ và hỗ trợ, đồng thời tạo cho vi khuẩn một hình dạng đặc trưng, cố định. Thành tế bào của vi khuẩn giống như thành tế bào thực vật. Nó có tính thấm: thông qua nó, các chất dinh dưỡng tự do đi vào tế bào và các sản phẩm trao đổi chất thoát ra ngoài môi trường. Thông thường, vi khuẩn tạo ra một lớp chất nhầy bảo vệ bổ sung trên thành tế bào - một lớp màng. Độ dày của nang có thể lớn hơn nhiều lần so với đường kính của tế bào nhưng cũng có thể rất nhỏ. Vỏ không phải là một phần thiết yếu của tế bào, nó được hình thành tùy thuộc vào điều kiện mà vi khuẩn tìm thấy. Nó bảo vệ vi khuẩn khỏi bị khô.

Trên bề mặt của một số vi khuẩn có lông roi dài (một, hai hoặc nhiều) hoặc lông nhung mỏng ngắn. Chiều dài của roi có thể lớn hơn nhiều lần so với kích thước cơ thể của vi khuẩn. Vi khuẩn di chuyển nhờ sự trợ giúp của roi và nhung mao.

Cơ cấu nội bộ

Bên trong tế bào vi khuẩn có tế bào chất dày đặc, bất động. Nó có cấu trúc phân lớp, không có không bào, do đó trong chất của tế bào chất có nhiều loại protein (enzym) và chất dinh dưỡng dự trữ. Tế bào vi khuẩn không có nhân. Chất mang thông tin di truyền tập trung ở phần trung tâm tế bào của chúng. Vi khuẩn, - axit nucleic - DNA. Nhưng chất này không được hình thành thành hạt nhân.

Tổ chức bên trong của tế bào vi khuẩn rất phức tạp và có những đặc điểm riêng. Tế bào chất được ngăn cách với thành tế bào bằng màng tế bào chất. Trong tế bào chất có chất chính hoặc ma trận, ribosome và một số ít cấu trúc màng thực hiện nhiều chức năng khác nhau (tương tự như ty thể, mạng lưới nội chất, bộ máy Golgi). Tế bào chất của tế bào vi khuẩn thường chứa các hạt có hình dạng và kích cỡ khác nhau. Các hạt có thể bao gồm các hợp chất đóng vai trò là nguồn năng lượng và carbon. Những giọt chất béo cũng được tìm thấy trong tế bào vi khuẩn.

Ở phần trung tâm của tế bào, chất hạt nhân được định vị - DNA, không được phân tách khỏi tế bào chất bằng màng. Đây là một chất tương tự của hạt nhân - một nucleoid. Nucleoid không có màng, nucleolus hoặc bộ nhiễm sắc thể.

Phương pháp ăn uống

Vi khuẩn có phương pháp cho ăn khác nhau. Trong số đó có sinh vật tự dưỡng và dị dưỡng. Sinh vật tự dưỡng là những sinh vật có khả năng tự sản xuất các chất hữu cơ để cung cấp dinh dưỡng cho chúng.

Thực vật cần nitơ nhưng không thể tự hấp thụ nitơ từ không khí. Một số vi khuẩn kết hợp các phân tử nitơ trong không khí với các phân tử khác, tạo thành các chất hữu dụng cho thực vật.

Những vi khuẩn này định cư trong tế bào của rễ non, dẫn đến sự hình thành các lớp dày lên trên rễ, gọi là nốt sần. Những nốt sần như vậy hình thành trên rễ của cây họ đậu và một số cây khác.

Rễ cung cấp cho vi khuẩn carbohydrate và vi khuẩn cung cấp cho rễ các chất chứa nitơ mà cây có thể hấp thụ. Sự chung sống của họ là đôi bên cùng có lợi.

Rễ cây tiết ra rất nhiều chất hữu cơ (đường, axit amin và các chất khác) mà vi khuẩn ăn. Vì vậy, đặc biệt nhiều vi khuẩn định cư ở lớp đất xung quanh rễ. Những vi khuẩn này chuyển đổi các mảnh vụn thực vật chết thành các chất có sẵn cho thực vật. Lớp đất này được gọi là rhizosphere.

Có một số giả thuyết về sự xâm nhập của vi khuẩn nốt sần vào mô rễ:

thông qua tổn thương mô biểu bì và vỏ não;
qua lông rễ;
chỉ qua màng tế bào non;
nhờ vi khuẩn đồng hành sản xuất enzym pectinolytic;
do kích thích tổng hợp axit B-indoleacetic từ tryptophan, chất luôn có trong dịch tiết của rễ cây.

Quá trình đưa vi khuẩn nốt sần vào mô rễ bao gồm hai giai đoạn:

nhiễm trùng lông rễ;
quá trình hình thành nốt sần.

Trong hầu hết các trường hợp, tế bào xâm lấn tích cực nhân lên, hình thành cái gọi là sợi lây nhiễm và ở dạng sợi đó, di chuyển vào mô thực vật. Vi khuẩn nốt sần nổi lên từ sợi nhiễm trùng tiếp tục nhân lên trong mô chủ.

Các tế bào thực vật chứa đầy các tế bào vi khuẩn nốt sần đang nhân lên nhanh chóng và bắt đầu phân chia nhanh chóng. Sự kết nối của nốt non với rễ cây họ đậu được thực hiện nhờ các bó sợi mạch. Trong thời gian hoạt động, các nốt sần thường dày đặc. Vào thời điểm hoạt động tối ưu xảy ra, các nốt sần có màu hồng (nhờ sắc tố leghemoglobin). Chỉ những vi khuẩn có chứa leghemoglobin mới có khả năng cố định đạm.

Vi khuẩn nốt sần tạo ra hàng chục và hàng trăm kg phân đạm trên mỗi ha đất.

Sự trao đổi chất

Vi khuẩn khác nhau trong quá trình trao đổi chất của chúng. Ở một số nơi, nó xảy ra với sự tham gia của oxy, ở những nơi khác - không có oxy.

Hầu hết vi khuẩn ăn các chất hữu cơ làm sẵn. Chỉ một số ít trong số chúng (xanh lam hoặc vi khuẩn lam) có khả năng tạo ra các chất hữu cơ từ các chất vô cơ. Chúng đóng một vai trò quan trọng trong việc tích tụ oxy trong bầu khí quyển Trái đất.

Vi khuẩn hấp thụ các chất từ bên ngoài, xé phân tử của chúng thành từng mảnh, lắp ráp vỏ từ những bộ phận này và bổ sung nội dung bên trong (đây là cách chúng phát triển) và thải ra ngoài những phân tử không cần thiết. Vỏ và màng của vi khuẩn cho phép nó chỉ hấp thụ các chất cần thiết.

Nếu vỏ và màng của vi khuẩn hoàn toàn không thấm nước thì sẽ không có chất nào xâm nhập vào tế bào. Nếu chúng có khả năng thấm vào tất cả các chất, nội dung của tế bào sẽ trộn lẫn với môi trường - dung dịch mà vi khuẩn sống trong đó. Để tồn tại, vi khuẩn cần một lớp vỏ cho phép các chất cần thiết đi qua nhưng không cho phép các chất không cần thiết đi qua.

Vi khuẩn hấp thụ chất dinh dưỡng nằm gần nó. Chuyện gì xảy ra tiếp theo? Nếu nó có thể di chuyển độc lập (bằng cách di chuyển roi hoặc đẩy chất nhầy trở lại), thì nó sẽ di chuyển cho đến khi tìm thấy các chất cần thiết.

Nếu nó không thể di chuyển, thì nó sẽ đợi cho đến khi sự khuếch tán (khả năng các phân tử của một chất xâm nhập vào bụi phân tử của chất khác) mang các phân tử cần thiết đến cho nó.

Vi khuẩn, cùng với các nhóm vi sinh vật khác, thực hiện công việc hóa học rất lớn. Bằng cách chuyển đổi các hợp chất khác nhau, chúng nhận được năng lượng và chất dinh dưỡng cần thiết cho cuộc sống. Các quá trình trao đổi chất, phương pháp thu được năng lượng và nhu cầu về nguyên liệu để xây dựng các chất của cơ thể chúng rất đa dạng ở vi khuẩn.

Các vi khuẩn khác đáp ứng mọi nhu cầu về carbon cần thiết cho quá trình tổng hợp các chất hữu cơ trong cơ thể mà không cần đến các hợp chất vô cơ. Chúng được gọi là sinh vật tự dưỡng. Vi khuẩn tự dưỡng có khả năng tổng hợp chất hữu cơ từ chất vô cơ. Trong số đó có:

Hóa tổng hợp

Việc sử dụng năng lượng bức xạ là quan trọng nhất nhưng không phải là cách duy nhất để tạo ra chất hữu cơ từ carbon dioxide và nước. Vi khuẩn được biết không sử dụng ánh sáng mặt trời làm nguồn năng lượng cho quá trình tổng hợp đó mà sử dụng năng lượng của các liên kết hóa học xảy ra trong tế bào của sinh vật trong quá trình oxy hóa một số hợp chất vô cơ - hydro sunfua, lưu huỳnh, amoniac, hydro, axit nitric, các hợp chất sắt của sắt và mangan. Họ sử dụng chất hữu cơ được hình thành bằng năng lượng hóa học này để xây dựng các tế bào của cơ thể. Vì vậy, quá trình này được gọi là tổng hợp hóa học.

Nhóm vi sinh vật tổng hợp hóa học quan trọng nhất là vi khuẩn nitrat hóa. Những vi khuẩn này sống trong đất và oxy hóa amoniac hình thành trong quá trình phân hủy cặn hữu cơ thành axit nitric. Chất sau phản ứng với các hợp chất khoáng của đất, biến thành muối của axit nitric. Quá trình này diễn ra trong hai giai đoạn.

Vi khuẩn sắt chuyển đổi sắt kim loại thành sắt oxit. Hydroxit sắt thu được lắng xuống và tạo thành cái gọi là quặng sắt đầm lầy.

Một số vi sinh vật tồn tại nhờ quá trình oxy hóa hydro phân tử, từ đó cung cấp phương pháp dinh dưỡng tự dưỡng.

Một đặc điểm đặc trưng của vi khuẩn hydro là khả năng chuyển sang lối sống dị dưỡng khi được cung cấp các hợp chất hữu cơ và không có hydro.

Do đó, sinh vật hóa tự dưỡng là sinh vật tự dưỡng điển hình, vì chúng tổng hợp độc lập các hợp chất hữu cơ cần thiết từ các chất vô cơ và không lấy chúng làm sẵn từ các sinh vật khác, chẳng hạn như sinh vật dị dưỡng. Vi khuẩn hóa tự dưỡng khác với thực vật quang dưỡng ở chỗ chúng hoàn toàn độc lập với ánh sáng như một nguồn năng lượng.

Quang hợp vi khuẩn

Một số vi khuẩn lưu huỳnh chứa sắc tố (tím, xanh lá cây), chứa các sắc tố cụ thể - diệp lục vi khuẩn, có khả năng hấp thụ năng lượng mặt trời, nhờ đó hydro sunfua trong cơ thể chúng bị phân hủy và giải phóng các nguyên tử hydro để khôi phục các hợp chất tương ứng. Quá trình này có nhiều điểm chung với quá trình quang hợp và chỉ khác ở chỗ ở vi khuẩn màu tím và màu xanh lá cây, chất cho hydro là hydro sunfua (đôi khi là axit cacboxylic), và ở thực vật xanh là nước. Ở cả hai phương pháp này, quá trình tách và chuyển hydro được thực hiện nhờ năng lượng của các tia mặt trời được hấp thụ.

Quá trình quang hợp của vi khuẩn xảy ra mà không giải phóng oxy, được gọi là hiện tượng quang hóa. Sự quang hóa của carbon dioxide có liên quan đến việc chuyển hydro không phải từ nước mà từ hydro sunfua:

6СО 2 +12Н 2 S+hv → С6Н 12 О 6 +12S=6Н 2 О

Ý nghĩa sinh học của quá trình tổng hợp hóa học và quang hợp vi khuẩn ở quy mô hành tinh là tương đối nhỏ. Chỉ có vi khuẩn hóa tổng hợp mới đóng vai trò quan trọng trong quá trình tuần hoàn lưu huỳnh trong tự nhiên. Được cây xanh hấp thụ dưới dạng muối axit sulfuric, lưu huỳnh bị khử và trở thành một phần của phân tử protein. Hơn nữa, khi xác thực vật và động vật chết bị vi khuẩn khử hoạt tính phá hủy, lưu huỳnh được giải phóng dưới dạng hydro sunfua, chất này bị vi khuẩn lưu huỳnh oxy hóa thành lưu huỳnh tự do (hoặc axit sunfuric), tạo thành sunfit trong đất mà thực vật có thể tiếp cận được. Vi khuẩn hóa học và quang tự dưỡng rất cần thiết trong chu trình nitơ và lưu huỳnh.

bào tử

Bào tử hình thành bên trong tế bào vi khuẩn. Trong quá trình sinh bào tử, tế bào vi khuẩn trải qua một số quá trình sinh hóa. Lượng nước tự do trong đó giảm và hoạt động của enzyme giảm. Điều này đảm bảo khả năng chống chịu của bào tử với các điều kiện môi trường không thuận lợi (nhiệt độ cao, nồng độ muối cao, sấy khô, v.v.). Bào tử là đặc trưng của chỉ một nhóm nhỏ vi khuẩn.

Bào tử là một giai đoạn tùy chọn trong vòng đời của vi khuẩn. Quá trình sinh bào tử chỉ bắt đầu khi thiếu chất dinh dưỡng hoặc tích lũy các sản phẩm trao đổi chất. Vi khuẩn ở dạng bào tử có thể không hoạt động trong một thời gian dài. Các bào tử vi khuẩn có thể chịu được nhiệt độ sôi kéo dài và đông lạnh rất lâu. Khi gặp điều kiện thuận lợi, bào tử nảy mầm và tồn tại. Bào tử vi khuẩn là sự thích nghi để tồn tại trong điều kiện không thuận lợi.

Sinh sản

Vi khuẩn sinh sản bằng cách chia một tế bào thành hai. Khi đạt đến kích thước nhất định, vi khuẩn sẽ phân chia thành hai vi khuẩn giống hệt nhau. Sau đó, mỗi con bắt đầu kiếm ăn, lớn lên, phân chia, v.v.

Sau khi tế bào dài ra, một vách ngăn ngang dần dần hình thành, sau đó các tế bào con tách ra; Ở nhiều vi khuẩn, trong những điều kiện nhất định, sau khi phân chia, các tế bào vẫn liên kết với nhau thành các nhóm đặc trưng. Trong trường hợp này, tùy thuộc vào hướng của mặt phẳng phân chia và số lượng các phép chia mà các hình dạng khác nhau sẽ xuất hiện. Sinh sản bằng cách nảy chồi xảy ra như một ngoại lệ ở vi khuẩn.

Trong điều kiện thuận lợi, sự phân chia tế bào ở nhiều vi khuẩn diễn ra cứ sau 20-30 phút. Với tốc độ sinh sản nhanh như vậy, con cái của một vi khuẩn trong 5 ngày có thể tạo thành một khối có thể lấp đầy tất cả các vùng biển và đại dương. Một phép tính đơn giản cho thấy 72 thế hệ (720.000.000.000.000.000.000 tế bào) có thể được hình thành mỗi ngày. Nếu quy đổi thành trọng lượng - 4720 tấn. Tuy nhiên, điều này không xảy ra trong tự nhiên, vì hầu hết vi khuẩn nhanh chóng chết dưới tác động của ánh sáng mặt trời, khô héo, thiếu thức ăn, sưởi ấm đến 65-100°C do sự tranh giành giữa các loài, v.v.

Vi khuẩn (1), sau khi hấp thụ đủ thức ăn, sẽ tăng kích thước (2) và bắt đầu chuẩn bị cho quá trình sinh sản (phân chia tế bào). DNA của nó (ở vi khuẩn, phân tử DNA được đóng thành vòng) nhân đôi (vi khuẩn tạo ra một bản sao của phân tử này). Cả hai phân tử DNA (3,4) đều gắn vào thành vi khuẩn và khi vi khuẩn dài ra, chúng sẽ tách ra xa nhau (5,6). Đầu tiên nucleotide phân chia, sau đó là tế bào chất.

Sau khi hai phân tử DNA phân kỳ, một cơ thắt xuất hiện trên vi khuẩn, dần dần chia cơ thể vi khuẩn thành hai phần, mỗi phần chứa một phân tử DNA (7).

Điều xảy ra (ở Bacillus subtilis) là hai vi khuẩn dính vào nhau và hình thành một cầu nối giữa chúng (1,2).

Jumper vận chuyển DNA từ vi khuẩn này sang vi khuẩn khác (3). Khi ở trong một vi khuẩn, các phân tử DNA đan xen vào nhau, dính vào nhau ở một số nơi (4) và sau đó trao đổi các phần (5).

Vai trò của vi khuẩn trong tự nhiên

Gyre

Vi khuẩn là mắt xích quan trọng nhất trong chu trình chung của các chất trong tự nhiên. Thực vật tạo ra các chất hữu cơ phức tạp từ carbon dioxide, nước và muối khoáng trong đất. Những chất này quay trở lại đất cùng với xác nấm, thực vật và động vật chết. Vi khuẩn phân hủy các chất phức tạp thành những chất đơn giản, sau đó được thực vật sử dụng.

Vi khuẩn phá hủy các chất hữu cơ phức tạp của xác thực vật và động vật chết, chất bài tiết của sinh vật sống và các chất thải khác nhau. Ăn các chất hữu cơ này, vi khuẩn hoại sinh phân hủy biến chúng thành mùn. Đây là một loại trật tự của hành tinh chúng ta. Như vậy, vi khuẩn tham gia tích cực vào chu trình của các chất trong tự nhiên.

Sự hình thành đất

Vì vi khuẩn phân bố ở hầu hết mọi nơi và xuất hiện với số lượng rất lớn nên chúng quyết định phần lớn các quá trình khác nhau xảy ra trong tự nhiên. Vào mùa thu, lá cây và bụi rậm rụng, những chồi cỏ trên mặt đất chết đi, những cành già rụng đi và thỉnh thoảng thân cây cổ thụ cũng rụng đi. Tất cả điều này dần dần biến thành mùn. Trong 1 cm3. Lớp bề mặt của đất rừng chứa hàng trăm triệu vi khuẩn đất hoại sinh của một số loài. Những vi khuẩn này chuyển đổi mùn thành các khoáng chất khác nhau có thể được rễ cây hấp thụ từ đất.

Một số vi khuẩn đất có thể hấp thụ nitơ từ không khí và sử dụng nó trong các quá trình quan trọng. Những vi khuẩn cố định đạm này sống độc lập hoặc định cư trong rễ cây họ đậu. Sau khi xâm nhập vào rễ cây họ đậu, những vi khuẩn này gây ra sự phát triển của tế bào rễ và hình thành các nốt sần trên chúng.

Những vi khuẩn này tạo ra các hợp chất nitơ mà thực vật sử dụng. Vi khuẩn thu được carbohydrate và muối khoáng từ thực vật. Vì vậy, có một mối quan hệ chặt chẽ giữa cây họ đậu và vi khuẩn nốt sần, điều này có lợi cho cả sinh vật này và sinh vật kia. Hiện tượng này được gọi là sự cộng sinh.

Nhờ cộng sinh với vi khuẩn nốt sần, cây họ đậu làm giàu nitơ cho đất, giúp tăng năng suất.

Phân bố trong tự nhiên

Vi sinh vật có mặt khắp nơi. Ngoại lệ duy nhất là các miệng núi lửa đang hoạt động và các khu vực nhỏ ở tâm chấn của bom nguyên tử phát nổ. Nhiệt độ thấp của Nam Cực, dòng nước phun sôi, dung dịch muối bão hòa trong bể muối, ánh nắng gay gắt của các đỉnh núi cũng như sự chiếu xạ khắc nghiệt của lò phản ứng hạt nhân đều không cản trở sự tồn tại và phát triển của hệ vi sinh vật. Tất cả các sinh vật sống liên tục tương tác với vi sinh vật, thường không chỉ là nơi lưu trữ mà còn là nhà phân phối của chúng. Vi sinh vật là nguồn gốc của hành tinh chúng ta, tích cực khám phá các chất nền tự nhiên đáng kinh ngạc nhất.

Hệ vi sinh vật đất

Số lượng vi khuẩn trong đất là vô cùng lớn - hàng trăm triệu và hàng tỷ cá thể trên mỗi gram. Chúng có nhiều trong đất hơn trong nước và không khí. Tổng số vi khuẩn trong đất thay đổi. Số lượng vi khuẩn phụ thuộc vào loại đất, tình trạng của chúng và độ sâu của các lớp đất.

Trên bề mặt các hạt đất, vi sinh vật nằm trong các vi khuẩn nhỏ (mỗi vi sinh vật 20 - 100 tế bào). Chúng thường phát triển ở độ dày của các cục chất hữu cơ, trên rễ cây sống và chết, trong các mao mạch mỏng và các cục bên trong.

Hệ vi sinh vật đất rất đa dạng. Ở đây có các nhóm vi khuẩn sinh lý khác nhau: vi khuẩn thối rữa, vi khuẩn nitrat hóa, vi khuẩn cố định đạm, vi khuẩn lưu huỳnh, v.v. Trong số đó có vi khuẩn hiếu khí và kỵ khí, dạng bào tử và không bào tử. Hệ vi sinh vật là một trong những yếu tố hình thành đất.

Vùng phát triển của vi sinh vật trong đất là vùng tiếp giáp với rễ cây sống. Nó được gọi là vùng rễ và tổng số vi sinh vật chứa trong nó được gọi là hệ vi sinh vật vùng rễ.

Hệ vi sinh vật hồ chứa

Nước là môi trường tự nhiên nơi vi sinh vật phát triển với số lượng lớn. Phần lớn chúng xâm nhập vào nước từ đất. Một yếu tố quyết định số lượng vi khuẩn trong nước và sự hiện diện của chất dinh dưỡng trong đó. Nước sạch nhất là từ giếng phun và suối. Các hồ chứa và sông lộ thiên rất giàu vi khuẩn. Số lượng vi khuẩn lớn nhất được tìm thấy ở các lớp nước bề mặt, gần bờ hơn. Khi bạn di chuyển ra xa bờ và càng đi sâu, số lượng vi khuẩn càng giảm.

Nước sạch chứa 100-200 vi khuẩn mỗi ml, nước ô nhiễm chứa 100-300 nghìn vi khuẩn trở lên. Có rất nhiều vi khuẩn ở lớp bùn đáy, đặc biệt là ở lớp bề mặt, nơi vi khuẩn tạo thành một lớp màng. Lớp màng này chứa rất nhiều vi khuẩn lưu huỳnh và sắt, có tác dụng oxy hóa hydro sunfua thành axit sunfuric và nhờ đó giúp cá không bị chết. Có nhiều dạng bào tử hơn trong bùn, trong khi các dạng không mang bào tử chiếm ưu thế trong nước.

Về thành phần loài, hệ vi sinh vật trong nước tương tự như hệ vi sinh vật trong đất nhưng cũng có những dạng cụ thể. Bằng cách tiêu diệt các chất thải khác nhau xâm nhập vào nước, các vi sinh vật dần dần thực hiện cái gọi là quá trình lọc nước sinh học.

Hệ vi sinh vật không khí

Hệ vi sinh vật trong không khí ít hơn hệ vi sinh vật trong đất và nước. Vi khuẩn bay vào không khí cùng với bụi, có thể tồn tại ở đó một thời gian, sau đó lắng xuống bề mặt trái đất và chết vì thiếu dinh dưỡng hoặc dưới tác động của tia cực tím. Số lượng vi sinh vật trong không khí phụ thuộc vào khu vực địa lý, địa hình, thời gian trong năm, tình trạng ô nhiễm bụi bẩn... mỗi hạt bụi là vật mang vi sinh vật. Hầu hết vi khuẩn đều có trong không khí phía trên các doanh nghiệp công nghiệp. Không khí ở nông thôn sạch hơn. Không khí sạch nhất là ở rừng, núi và vùng có tuyết. Các tầng không khí phía trên chứa ít vi khuẩn hơn. Hệ vi sinh vật không khí chứa nhiều vi khuẩn mang sắc tố và bào tử, có khả năng chống tia cực tím cao hơn các loại vi khuẩn khác.

Hệ vi sinh vật của cơ thể con người

Cơ thể con người, thậm chí là một cơ thể hoàn toàn khỏe mạnh, luôn là nơi chứa hệ vi sinh vật. Khi cơ thể con người tiếp xúc với không khí và đất, nhiều loại vi sinh vật khác nhau, bao gồm cả các vi sinh vật gây bệnh (trực khuẩn uốn ván, hoại tử khí, v.v.), sẽ bám vào quần áo và da. Các bộ phận tiếp xúc thường xuyên nhất của cơ thể con người bị ô nhiễm. E. coli và staphylococci được tìm thấy trên tay. Có hơn 100 loại vi khuẩn trong khoang miệng. Miệng với nhiệt độ, độ ẩm và dư lượng chất dinh dưỡng là môi trường tuyệt vời cho sự phát triển của vi sinh vật.

Dạ dày có phản ứng axit nên phần lớn vi sinh vật trong đó sẽ chết. Bắt đầu từ ruột non, phản ứng trở nên có tính kiềm, tức là. thuận lợi cho vi sinh vật. Hệ vi sinh vật trong ruột già rất đa dạng. Mỗi người trưởng thành bài tiết khoảng 18 tỷ vi khuẩn hàng ngày qua phân, tức là. nhiều cá nhân hơn số người trên toàn cầu.

Các cơ quan nội tạng không được kết nối với môi trường bên ngoài (não, tim, gan, bàng quang, v.v.) thường không có vi khuẩn. Vi khuẩn chỉ xâm nhập vào các cơ quan này khi bị bệnh.

Vi khuẩn trong chu trình của các chất

Vi sinh vật nói chung và vi khuẩn nói riêng đóng một vai trò lớn trong các chu trình sinh học quan trọng của các chất trên Trái đất, thực hiện các biến đổi hóa học mà thực vật hoặc động vật hoàn toàn không thể tiếp cận được. Các giai đoạn khác nhau của chu kỳ các nguyên tố được thực hiện bởi các sinh vật thuộc các loại khác nhau. Sự tồn tại của từng nhóm sinh vật riêng lẻ phụ thuộc vào sự biến đổi hóa học của các nguyên tố được thực hiện bởi các nhóm sinh vật khác.

Chu trình nitơ

Sự biến đổi tuần hoàn của các hợp chất nitơ đóng vai trò chính trong việc cung cấp các dạng nitơ cần thiết cho các sinh vật trong sinh quyển có nhu cầu dinh dưỡng khác nhau. Hơn 90% tổng lượng cố định đạm là do hoạt động trao đổi chất của một số vi khuẩn.

Chu kỳ carbon

Sự chuyển đổi sinh học của carbon hữu cơ thành carbon dioxide, kèm theo sự khử oxy phân tử, đòi hỏi hoạt động trao đổi chất chung của các vi sinh vật khác nhau. Nhiều vi khuẩn hiếu khí thực hiện quá trình oxy hóa hoàn toàn các chất hữu cơ. Trong điều kiện hiếu khí, các hợp chất hữu cơ ban đầu bị phân hủy bằng quá trình lên men và các sản phẩm hữu cơ cuối cùng của quá trình lên men sẽ bị oxy hóa thêm bởi quá trình hô hấp kỵ khí nếu có mặt các chất nhận hydro vô cơ (nitrat, sunfat hoặc CO 2).

Chu trình lưu huỳnh

Lưu huỳnh có sẵn cho sinh vật sống chủ yếu ở dạng sunfat hòa tan hoặc các hợp chất lưu huỳnh hữu cơ khử.

Chu trình sắt

Một số vùng nước ngọt chứa hàm lượng muối sắt khử cao. Ở những nơi như vậy, một loại vi khuẩn cụ thể sẽ phát triển - vi khuẩn sắt, có tác dụng oxy hóa sắt khử. Chúng tham gia vào quá trình hình thành quặng sắt đầm lầy và nguồn nước giàu muối sắt.

Vi khuẩn là sinh vật cổ xưa nhất, xuất hiện khoảng 3,5 tỷ năm trước trong thời Archean. Trong khoảng 2,5 tỷ năm, chúng thống trị Trái đất, hình thành sinh quyển và tham gia hình thành bầu khí quyển oxy.

Vi khuẩn là một trong những sinh vật sống có cấu trúc đơn giản nhất (trừ virus). Chúng được cho là những sinh vật đầu tiên xuất hiện trên Trái đất.

Hiện nay, hơn 2,5 triệu loài sinh vật sống đã được mô tả trên Trái đất. Tuy nhiên, số lượng loài thực tế trên Trái đất lớn hơn gấp nhiều lần vì nhiều loài vi sinh vật, côn trùng, v.v. không được tính đến. Ngoài ra, người ta tin rằng thành phần loài hiện tại chỉ bằng khoảng 5% sự đa dạng loài của sự sống trong quá trình tồn tại trên Trái đất.
Hệ thống, phân loại và phân loại được sử dụng để tổ chức sự đa dạng của các sinh vật sống.

Phân loại - một nhánh của sinh học liên quan đến việc mô tả, chỉ định và phân loại các sinh vật hiện có và đã tuyệt chủng thành các đơn vị phân loại.
Phân loại - phân bố toàn bộ quần thể sinh vật sống theo một hệ thống nhất định gồm các nhóm cấp dưới - taxa.
Phân loại - một phần của phân loại học phát triển nền tảng lý thuyết của phân loại. Đơn vị phân loại là một nhóm các sinh vật được con người xác định một cách nhân tạo, có liên quan ở mức độ liên quan này hay mức độ khác, đồng thời đủ biệt lập để có thể gán cho nó một loại phân loại nhất định ở cấp này hay cấp khác.

Trong phân loại hiện đại có hệ thống phân cấp sau:

Vương quốc;
khoa (loại phân loại động vật);
Lớp học;
trật tự (thứ tự trong phân loại động vật);
gia đình;

Ngoài ra, các đơn vị phân loại trung gian được phân biệt: siêu vương quốc và tiểu vương quốc, siêu phân khu và phân khu, siêu phân lớp và phân lớp, v.v.

Phân loại sinh vật sống không ngừng thay đổi và cập nhật. Hiện tại nó trông như thế này:

Các dạng không tế bào

Vương quốc virus

Các dạng tế bào

Vương quốc Prokaryota:

vương quốc vi khuẩn ( Vi khuẩn, Bacteriobionta),
vương quốc Archaebacteria ( Vi khuẩn cổ, Archaebacteriobionta),
vương quốc tảo Prokaryotic

bộ phận Tảo xanh lam, hay Cyanea ( Cyanobionta);
bộ phận Tảo Prochlorophyte, hoặc Prochlorophytes ( Prochlorohyta).

Siêu giới Eukaryote (Eycariota)

Vương quốc thực vật ( Vegetabilia, Phitobiota hoặc Plantae):

tiểu vương quốc Bagryanka ( Rhodobionta);
tiểu vương quốc Tảo thật ( Phycobionta);
phân vương quốc Thực vật bậc cao ( phôi thai);

Vương quốc nấm ( Nấm, Mycobionta, Mycetalia hoặc Mycota):

phân giới Nấm bậc thấp (đơn bào) ( Myxobionta);
phân giới Nấm bậc cao (đa bào) ( Mycobionta);

vương quốc Động vật ( Giới động vật, Zoobionta)

phân giới Động vật nguyên sinh hoặc Đơn bào ( Động vật nguyên sinh, động vật nguyên sinh);
phân giới Đa bào ( Metazoa, Metazoobionta).

Một số nhà khoa học phân biệt trong siêu vương quốc của Prokaryote một vương quốc Drobyanka, bao gồm ba phân vương quốc: Vi khuẩn, Archaebacteria và Cyanobacteria.

Virus, vi khuẩn, nấm, địa y

Vương quốc virus

Virus tồn tại ở hai dạng: ở phần còn lại(ngoại bào), khi các đặc tính của chúng với tư cách là hệ thống sống không được biểu hiện và nội bào khi virus sinh sản. Các virus đơn giản (ví dụ, virus khảm thuốc lá) bao gồm một phân tử axit nucleic và vỏ protein - vỏ ớt.

Một số loại virus phức tạp hơn (cúm, mụn rộp, v.v.), ngoài protein vỏ và axit nucleic, có thể chứa màng lipoprotein, carbohydrate và một số enzyme. Protein bảo vệ axit nucleic và xác định các đặc tính enzyme và kháng nguyên của virus. Hình dạng của vỏ Capsid có thể là hình que, dạng sợi, hình cầu, v.v..

Tùy thuộc vào axit nucleic có trong virus, người ta phân biệt virus chứa RNA và virus chứa DNA. Axit nucleic chứa thông tin di truyền, thường là về cấu trúc của protein vỏ. Nó có thể là tuyến tính hoặc vòng, ở dạng DNA chuỗi đơn hoặc chuỗi kép, RNA chuỗi đơn hoặc kép.

Virus gây bệnh AIDS (hội chứng suy giảm miễn dịch mắc phải) tấn công các tế bào máu cung cấp khả năng miễn dịch cho cơ thể. Kết quả là bệnh nhân AIDS có thể chết vì bất kỳ bệnh nhiễm trùng nào. Virus AIDS có thể xâm nhập vào cơ thể con người trong quá trình quan hệ tình dục, trong khi tiêm hoặc phẫu thuật nếu không tuân thủ các điều kiện khử trùng. Phòng ngừa bệnh AIDS bao gồm tránh quan hệ tình dục bình thường, sử dụng bao cao su và sử dụng ống tiêm dùng một lần.

Vi khuẩn

Tất cả các sinh vật nhân sơ đều thuộc cùng một vương quốc Drobyanka. Nó chứa vi khuẩn và tảo xanh lam.

Cấu trúc và hoạt động của vi khuẩn.

Tế bào nhân sơ không có nhân, vùng chứa DNA trong tế bào chất gọi là nucleoid, phân tử DNA duy nhất được đóng thành vòng và không liên kết với protein, tế bào nhỏ hơn tế bào nhân chuẩn, thành tế bào chứa glycopeptide - murein, một lớp chất nhầy nằm phía trên thành tế bào, thực hiện chức năng bảo vệ, không có các bào quan màng (lục lạp, ty thể, mạng lưới nội chất, phức hợp Golgi), chức năng của chúng được thực hiện bằng cách xâm lấn màng sinh chất (mesosome), ribosome nhỏ, không có vi ống nên tế bào chất bất động, không có trung thể và trục, lông mao và roi có cấu trúc đặc biệt. Sự phân chia tế bào được thực hiện bằng sự co thắt (không có nguyên phân hoặc giảm phân). Trước đó là quá trình sao chép DNA, sau đó hai bản sao tách ra xa nhau và bị màng tế bào đang phát triển mang đi.

Có ba nhóm vi khuẩn: vi khuẩn cổ, vi khuẩn eubacteria và vi khuẩn lam.

Vi khuẩn cổ- vi khuẩn cổ đại (sản xuất khí mê-tan, v.v., tổng cộng có khoảng 40 loài được biết đến). Chúng có những đặc điểm cấu trúc chung của sinh vật nhân sơ, nhưng khác biệt đáng kể về một số đặc tính sinh lý và sinh hóa với vi khuẩn eubacteria. Vi khuẩn Eubacteria- vi khuẩn thực sự, một dạng tiến hóa muộn hơn. Vi khuẩn lam (vi khuẩn lam, tảo xanh lam)- các sinh vật nhân sơ quang dưỡng thực hiện quá trình quang hợp như thực vật bậc cao và tảo với sự giải phóng oxy phân tử.

Dựa vào hình dạng của tế bào, người ta phân biệt các nhóm vi khuẩn sau: hình cầu - cầu khuẩn, hình que - trực khuẩn, cong - Vibrio, xoắn ốc - tảo xoắn và xoắn khuẩn. Nhiều vi khuẩn có khả năng di chuyển độc lập nhờ roi hoặc sự co lại của tế bào. Vi khuẩn là sinh vật đơn bào. Một số có khả năng hình thành các khuẩn lạc, nhưng các tế bào trong chúng tồn tại độc lập với nhau.

Trong điều kiện không thuận lợi, một số vi khuẩn có khả năng hình thành bào tử do hình thành lớp vỏ dày đặc bao quanh phân tử DNA cùng với một phần tế bào chất. Các bào tử vi khuẩn không dùng để sinh sản như ở thực vật và nấm mà để bảo vệ cơ thể khỏi tác động của các điều kiện không thuận lợi (hạn hán, nắng nóng, v.v.).

Liên quan đến oxy, vi khuẩn được chia thành vi khuẩn hiếu khí(nhất thiết cần oxy), vi khuẩn kỵ khí(chết trong sự có mặt của oxy) và các hình thức tùy chọn.

Dựa vào cách thức ăn, vi khuẩn được chia thành tự dưỡng(carbon dioxide được sử dụng làm nguồn carbon) và dị dưỡng(sử dụng chất hữu cơ). Đến lượt các sinh vật tự dưỡng được chia thành sinh vật quang dưỡng(sử dụng năng lượng từ ánh sáng mặt trời) và sinh vật hóa dưỡng(sử dụng năng lượng oxy hóa các chất vô cơ). Sinh vật quang dưỡng bao gồm vi khuẩn lam(tảo xanh lam), thực hiện quá trình quang hợp, giống như thực vật, giải phóng oxy và vi khuẩn xanh và tím thực hiện quá trình quang hợp mà không thải ra oxy. Sinh vật hóa dưỡng oxy hóa các chất vô cơ ( vi khuẩn nitrat hóa, vi khuẩn cố định đạm, vi khuẩn sắt, vi khuẩn lưu huỳnh, v.v.).

Sinh sản của vi khuẩn.

Vi khuẩn sinh sản vô tính - phân chia tế bào(prokaryote không có nguyên phân và giảm phân) với sự trợ giúp của các cơ thắt hoặc vách ngăn, ít thường xuyên hơn khi vừa chớm nở. Các quá trình này được bắt đầu bằng việc nhân đôi phân tử DNA tròn.

Ngoài ra, vi khuẩn được đặc trưng bởi một quá trình tình dục - sự chia động từ. Trong quá trình liên hợp thông qua một kênh đặc biệt được hình thành giữa hai tế bào, đoạn DNA của một tế bào sẽ được chuyển sang tế bào khác, nghĩa là thông tin di truyền có trong DNA của cả hai tế bào sẽ thay đổi. Vì số lượng vi khuẩn không tăng nên để chính xác, người ta sử dụng khái niệm “quá trình sinh dục” chứ không phải “sinh sản hữu tính”.

Vai trò của vi khuẩn trong tự nhiên và ý nghĩa đối với con người

Nhờ khả năng trao đổi chất rất đa dạng, vi khuẩn có thể tồn tại ở nhiều điều kiện môi trường khác nhau: nước, không khí, đất, sinh vật sống. Vai trò của vi khuẩn rất lớn trong việc hình thành dầu, than, than bùn, khí tự nhiên, trong quá trình hình thành đất, trong các chu trình nitơ, phốt pho, lưu huỳnh và các nguyên tố khác trong tự nhiên. Vi khuẩn hoại sinh tham gia vào quá trình phân hủy tàn dư hữu cơ của thực vật và động vật và khoáng hóa chúng thành CO 2, H 2 O, H 2 S, NH 3 và các chất vô cơ khác. Cùng với nấm, chúng là sinh vật phân hủy. Vi khuẩn nốt sần(cố định đạm) hình thành sự cộng sinh với cây họ đậu và tham gia vào quá trình cố định nitơ khí quyển thành các hợp chất khoáng dễ hấp thụ cho cây trồng. Bản thân thực vật không có khả năng này.

Con người sử dụng vi khuẩn trong tổng hợp vi sinh, trong các nhà máy xử lý nước thải, sản xuất một số loại thuốc (streptomycin), trong đời sống hàng ngày và trong công nghiệp thực phẩm (sản xuất các sản phẩm sữa lên men, sản xuất rượu vang).

vương quốc nấm

Đặc điểm chung của nấm. Nấm được xếp vào một vương quốc đặc biệt với số lượng khoảng 100 nghìn loài.

Sự khác biệt giữa nấm và thực vật:

chế độ dinh dưỡng dị dưỡng
dự trữ chất dinh dưỡng glycogen
Sự hiện diện của chitin trong thành tế bào

Sự khác biệt giữa nấm và động vật:

tăng trưởng không giới hạn
hấp thụ thức ăn bằng cách hút
sinh sản bằng bào tử
sự hiện diện của một thành tế bào
thiếu khả năng di chuyển tích cực
Cấu trúc của nấm rất đa dạng - từ dạng đơn bào đến dạng mũ phức tạp

địa y

Cấu trúc của địa y.Địa y có hơn 20 nghìn loài. Đây là những sinh vật cộng sinh được hình thành bởi nấm và tảo. Hơn nữa, địa y là một sinh vật không thể thiếu về mặt hình thái và sinh lý. Cơ thể của địa y bao gồm các sợi nấm đan xen, giữa chúng là tảo (màu xanh lá cây hoặc xanh lam). Tảo tổng hợp chất hữu cơ, nấm hút nước và muối khoáng. Tùy thuộc vào cấu trúc cơ thể ( thalli ) có ba nhóm địa y: tỉ lệ , hoặc vỏ não(thallus có sự xuất hiện của các mảng hoặc lớp vỏ, kết hợp chặt chẽ với chất nền); hình chiếc lá (ở dạng tấm gắn vào đế bằng bó sợi nấm); rậm rạp (ở dạng thân hoặc dải, thường phân nhánh và chỉ hợp nhất với giá thể ở phần gốc). Địa y phát triển cực kỳ chậm - chỉ vài mm mỗi năm.

Sinh sản của địa yđược thực hiện qua đường tình dục (do thành phần nấm) hoặc vô tính (hình thành bào tử hoặc bẻ gãy các mảnh thallus).
Ý nghĩa của địa y. Do tính chất “kép” nên địa y rất cứng. Điều này được giải thích là do khả năng của cả dinh dưỡng tự dưỡng và dị dưỡng, cũng như khả năng rơi vào trạng thái ngừng hoạt động, trong đó cơ thể bị mất nước nghiêm trọng. Ở trạng thái này, địa y có thể chịu được tác động của nhiều yếu tố môi trường bất lợi khác nhau (quá nóng hoặc hạ thân nhiệt nghiêm trọng, gần như không có độ ẩm hoàn toàn, v.v.). Đặc điểm sinh học cho phép địa y xâm chiếm những môi trường sống bất lợi nhất. Chúng thường là những người tiên phong định cư trên một vùng đất cụ thể, phá hủy đá và hình thành lớp đất sơ cấp, sau đó được các sinh vật khác xâm chiếm.
Đồng thời, địa y rất nhạy cảm với ô nhiễm môi trường bởi các loại hóa chất khác nhau, điều này cho phép chúng được sử dụng làm chỉ thị sinh họcđiều kiện môi trường.
Địa y được sử dụng để lấy thuốc, quỳ, tannin và thuốc nhuộm. Rêu tuần lộc (rêu tuần lộc) là thức ăn chính của tuần lộc. Một số dân tộc ăn địa y làm thức ăn. Vì địa y phát triển rất chậm nên cần có các biện pháp để bảo vệ nó: quy định việc chăn thả hươu, di chuyển trật tự các phương tiện, v.v.

TÀI LIỆU LÝ THUYẾT
VƯƠNG QUỐC VI KHUẨN (= c. prokaryote).

Chúng là tế bào đơn kính hiển vi sinh vật chưa có nhân hình thành. Những sinh vật cổ xưa nhất xuất hiện cách đây hơn 3 tỷ năm. Phân bố ở mọi nơi: hầu hết - trong đất, ít hơn - trong nước, thậm chí ít hơn - trong không khí. Có rất nhiều trong số chúng trong các sinh vật sống

1. Cấu trúc tế bào:

Tế bào được bao phủ bởi một màng sinh chất, sau đó là một thành tế bào (của mureina).

Hầu hết đều có màng nhầy bảo vệ tế bào khỏi bị khô và chứa độc tố;

Không có bào quan màng (chức năng của chúng được thực hiện bởi mesosome - sự xâm lấn màng)

Có những ribosome nhỏ hơn ribosome ở tế bào nhân chuẩn;

- bộ máy di truyền - NUCLEOID- một phân tử DNA tròn không liên kết với protein (thực hiện chức năng của nhiễm sắc thể;

Trong tế bào chất có các plasmid - các phân tử DNA nhỏ xác định đặc điểm riêng của vi khuẩn.

Các bào quan vận động là roi và lông mao.

2. Hình dạng của vi khuẩn

hình cầu - cầu khuẩn (streptococci, staphylococci)

hình que - trực khuẩn (trực khuẩn khoai tây, vi khuẩn axit lactic)

xoắn ốc - xoắn khuẩn và xoắn khuẩn (xoắn khuẩn nhạt - tác nhân gây bệnh giang mai)

hình dấu phẩy - Vibrios (Vibrio cholerae)

Hoạt động sống

dinh dưỡng:

sinh vật tự dưỡng

(tạo thành chất hữu cơ)

dị dưỡng

(ăn bằng chất hữu cơ làm sẵn)

sinh vật quang dưỡng

sinh vật hóa dưỡng

hoại sinh

cộng sinh

(sử dụng năng lượng mặt trời)

*vi khuẩn lam

(tảo xanh)

(sử dụng năng lượng của liên kết hóa học)

vi khuẩn

*vi khuẩn sắt

Saprotrophs

(ăn chất hữu cơ không sống)

*vi khuẩn axit lactic

(sử dụng hữu cơ

chất của cơ thể vật chủ)

*vi khuẩn gây bệnh

(sống nhờ sự tổn hại của các sinh vật khác, mang lại lợi ích cho chúng)

*vi khuẩn nốt sần (sống cộng sinh với cây họ đậu),

* Escherichia coli (tổng hợp vitamin B, K)

hơi thở:

sinh sản: giảm một nửa sau mỗi 20 phút
bào tử- hình thành tranh chấp. Bào tử - một phần của tế bào được bao phủ bởi một màng dày đặc. Nghĩa: chịu được điều kiện bất lợi (lạnh, hạn hán).

Bào tử có thể không hoạt động trong nhiều thập kỷ và có thể được nước và gió mang đi. Cô không sợ khô, lạnh, nóng. Yếu tố tiêu diệt bào tử là ánh nắng trực tiếp hoặc chiếu xạ nhân tạo bằng tia cực tím (UVR). Khi gặp môi trường thuận lợi, vi khuẩn sẽ nhanh chóng hình thành từ bào tử.

Ý nghĩa của vi khuẩn:

lợi ích:

Liên kết trong chuỗi thức ăn (thức ăn cho sinh vật đơn bào)

Vi khuẩn phân hủy tạo thành mùn

Vi khuẩn đất chuyển mùn thành muối khoáng

Vi khuẩn nốt sần (ở rễ cây họ đậu) chuyển đổi nitơ không khí thành muối, được rễ hấp thụ ở dạng hòa tan

Vi khuẩn axit lactic được sử dụng trong công nghiệp sữa, thức ăn ủ chua

Các mỏ lưu huỳnh được hình thành bởi vi khuẩn lưu huỳnh, các mỏ quặng sắt được hình thành bởi vi khuẩn sắt

Trong công nghệ sinh học (tổng hợp insulin)

làm hại:

Họ làm hỏng thức ăn, sách trong kho sách, cỏ khô thành từng chồng

Tác nhân gây bệnh: sốt phát ban, dịch tả, bạch hầu, uốn ván, lao, viêm amiđan, bệnh than, bệnh brucellosis, bệnh dịch hạch, bệnh ngộ độc, bệnh ho gà, bệnh hoa liễu

6. Các cách chống lại vi khuẩn:

a) Xử lý UFL;

b) xử lý bằng hơi nước nóng;

c) khử trùng (gia nhiệt đến + 1200C dưới áp suất)

d) Khử trùng (xử lý bằng hóa chất - sát trùng)

e) Thanh trùng - khử trùng ở nhiệt độ 60-70 0 C trong 20-30 phút.

f) tại nhà: ngâm trong axit axetic, muối, làm lạnh và đông lạnh thực phẩm;

g) sử dụng kháng sinh

VƯƠNG QUỐC VIRUS

Virus (từ tiếng Latin virus - chất độc) là các hạt là dạng chuyển tiếp giữa vật chất sống và vật chất không sống và không có cấu trúc tế bào.

Khai trương vào năm 1892 Nhà khoa học Nga D. Ivanovsky. Ông đã phát hiện và mô tả virus khảm thuốc lá. Loại virus này tấn công cây thuốc lá, gây ra sự phá hủy chất diệp lục, khiến một số vùng có màu nhạt hơn.

Sự khác biệt so với vật chất vô tri:

khả năng tái tạo các hình thức tương tự với chính mình (để tái tạo)
có tính di truyền và tính biến dị.

Cấu trúc của virus:

một phân tử RNA hoặc DNA được bao bọc trong vỏ protein, được gọi là vỏ ớt (Hình 16).

Cơm. 18 Thực khuẩn thể

Đặc điểm của cuộc sống

Sau khi xâm nhập vào tế bào, virus thay đổi quá trình trao đổi chất, hướng mọi hoạt động của nó vào việc sản xuất axit nucleic của virus và virus. chất đạm .
Bên trong tế bào, xảy ra quá trình tự lắp ráp các hạt virus từ các phân tử axit nucleic và protein được tổng hợp.
Đôi khi ở DNA virus được tích hợp vào DNA tôi và anh- vật chủ bằng cách khiến DNA của tế bào tạo ra DNA virus.
Trước khi chết, một số lượng lớn các hạt virus được tổng hợp trong tế bào. Cuối cùng, tế bào chết, lớp vỏ của nó vỡ ra và virus rời khỏi tế bào chủ (Hình 17).

Bệnh do virus:

Ý nghĩa vi rút:

Tác nhân gây đột biến sinh học (gây đột biến).

Thể thực khuẩn được sử dụng trong y học chống lại vi khuẩn.

Được sử dụng trong kỹ thuật di truyền.

Tác nhân gây bệnh.

HIV là loại virus gây suy giảm miễn dịch ở người.

Bệnh AIDS được phát hiện vào năm 1981 và năm 1983. Tác nhân gây bệnh đã được phát hiện - HIV. HIV có một biến thể đặc biệt, lớn gấp 5 lần so với biến thể của vi rút cúm và lớn hơn 100 lần so với vi rút viêm gan B. Sự biến đổi liên tục về di truyền và kháng nguyên của vi rút trong quần thể người dẫn đến sự xuất hiện của các virion HIV mới , điều này làm phức tạp đáng kể vấn đề có được vắc-xin và gây khó khăn cho việc quản lý phòng ngừa AIDS đặc biệt.

AIDS có thời gian ủ bệnh rất dài. Ở người lớn nó trung bình 5 năm. Người ta cho rằng HIV có thể tồn tại trong cơ thể con người suốt đời.

Các con đường lây truyền HIV:

1. Tình dục (với tinh trùng và dịch tiết âm đạo) - với bạn tình không thường xuyên và quan hệ đồng giới; bằng thụ tinh nhân tạo.

2. Khi sử dụng dụng cụ y tế bị ô nhiễm, người nghiện ma túy sử dụng một ống tiêm.

3. Từ mẹ sang con: trong tử cung, khi sinh nở, khi cho con bú.

4. Qua máu: trong quá trình truyền máu, ghép tạng, mô.

Virus tấn công một phần hệ thống miễn dịch của con người có liên quan đến T - tế bào lympho máu, cung cấp miễn dịch tế bào và dịch thể. Hậu quả của căn bệnh này, cơ thể con người trở nên không có khả năng tự vệ trước các bệnh truyền nhiễm và khối u mà hệ thống miễn dịch bình thường phải đối phó.

Các giai đoạn của bệnh AIDS

TÔI. Nhiễm HIV: sốt hàng tuần, sưng hạch, phát ban. Sau một tháng, kháng thể kháng virus HIV được phát hiện trong máu.

II. Thời kỳ ẩn(từ vài tuần đến vài năm): loét màng nhầy, nhiễm nấm da, sụt cân, tiêu chảy, nhiệt độ cơ thể tăng cao.

III. AIDS: viêm phổi, khối u (sarcoma Kaposi), nhiễm trùng huyết và các bệnh truyền nhiễm khác.

Mầm bệnh AIDS bị tiêu diệt bởi:

Rượu 50 - 70o → vài giây.

Đun sôi → ngay lập tức.

Khi đó = 56oC → 30 phút.

Thuốc khử trùng (chloramine, thuốc tẩy) → ngay lập tức.

Đi vào đường tiêu hóa → bị phá hủy bởi enzym tiêu hóa và axit clohydric.

Nhiệm vụ thử nghiệm ở định dạng OGE

Nhiệm vụ 3. Vương quốc vi khuẩn. Vương quốc của virus.

3.1 Vi khuẩn không có nhân nên được xếp vào loại

1) sinh vật nhân chuẩn 2) sinh vật nhân sơ 3) sinh vật tự dưỡng 4) sinh vật dị dưỡng

3.2. Tế bào vi khuẩn khác với tế bào thực vật và động vật ở chỗ không có:

1) màng tế bào 2) tế bào chất 3) nhân 4) ribosome

3.3. Vi khuẩn nào được coi là “y tá của hành tinh”?

1) thối rữa 2) axit axetic 3) axit lactic 4) nốt sần

3.4. Hầu hết vi khuẩn trong chu trình đều đóng vai trò

1) người sản xuất chất hữu cơ 2) người tiêu dùng chất hữu cơ

3) chất phân hủy chất hữu cơ 4) chất cô đặc chất hữu cơ

3.5. ĐẾN Vi khuẩn Luben cộng sinh với cây họ đậu, cải thiện dinh dưỡng

1) kali 2) phốt pho 3) nitơ 4) canxi

3.6. Vi khuẩn nhân lên

1) bào tử 2) với sự trợ giúp của tế bào mầm 3) về mặt sinh dưỡng 4) bằng cách phân chia tế bào

3.7. Hầu hết vi khuẩn theo phương pháp cho ăn

1) sinh vật sản xuất chất hữu cơ 2) sinh vật cộng sinh

3) tiêu thụ chất vô cơ 4) tiêu hủy chất hữu cơ

3.8. Vi khuẩn nốt sần sống ở rễ cây họ đậu là

3.9.Vật chất di truyền của vi khuẩn được chứa trong

hạt nhân hình thành 3) một số nhiễm sắc thể

trong phân tử DNA vòng 4) trong phân tử RNA vòng

3.10. Vi khuẩn sử dụng oxy để thở được gọi là

3.11. Vi khuẩn sống kết hợp với các sinh vật khác là

3.12. Vi khuẩn lam quang hợp có màu xanh lam

3.13. Bào tử vi khuẩn cung cấp

1) chịu đựng những điều kiện không thuận lợi 2) sinh sản hữu tính

3) sinh sản sinh dưỡng 4) sinh sản vô tính

3.14. Đối tượng sinh học nào được thể hiện trong hình?

1) tế bào vi khuẩn 2) bào tử nấm 3) Virus HIV 4) hạt giống cây trồng

3.15. Phương pháp nào chống lại vi khuẩn gây bệnh trong phòng mổ hiệu quả nhất?

1) thanh trùng 2) thông gió thường xuyên

3) chiếu xạ bằng tia cực tím 4) rửa sàn bằng nước nóng

3.16. Vật thể trong hình thuộc nhóm sinh vật nào:

1) sinh vật nhân chuẩn 2) robot nano 3) sinh vật nhân sơ 4) virus

Nhiệm vụ 23. Chọn ba câu trả lời đúng trong số sáu câu trả lời và viết ra những con số mà chúng được chỉ định.

23.1. Chọn điều kiện cho vi khuẩn hoại sinh phát triển mạnh trong tự nhiên

1) độ phức tạp của cấu trúc bên trong 4) khả năng quang hợp

2) sự phức tạp của quá trình trao đổi chất 5) sự đơn giản của cấu trúc bên trong

3) khả năng sinh sản nhanh 6) dinh dưỡng bằng chất hữu cơ

23.2. Chọn những phát biểu đúng

1) vi khuẩn nốt sần làm giàu đất bằng nitơ

2) vi khuẩn làm cây trồng khó hấp thụ khoáng chất

4) vi khuẩn phân hủy ăn phần còn lại của thực vật và động vật

5) việc ngâm bắp cải và thức ăn ủ chua là do vi khuẩn axit lactic gây ra

6) để ngăn chặn thức ăn bị hư hỏng, chúng cần được tiếp cận với oxy

Bài 25. So khớp: với mỗi phần tử ở cột thứ nhất, chọn phần tử tương ứng ở cột thứ hai.

25.1. Cuộc thi đấu

Dấu hiệu của Vương quốc sinh vật

1) sinh vật nhân chuẩn

2) dùng để nướng bánh mì A) nấm

3) vi khuẩn đơn bào và đa bào B)

4) có một nhiễm sắc thể trong tế bào

5) một số có khả năng tổng hợp hóa học và quang hợp

6) nhiều mầm bệnh

25.2. Cuộc thi đấu

Đặc điểm Loại tế bào

1) không có hạt nhân hình thành A) procarytic

2) nhiễm sắc thể nằm trong nhân B) sinh vật nhân chuẩn

3) có bộ máy Golgi

4) có một nhiễm sắc thể vòng trong tế bào

5) ATP được hình thành trong ty thể

Nhiệm vụ 27. Chọn từ danh sách đề xuất và chèn các từ còn thiếu vào văn bản, sử dụng ký hiệu số của chúng cho việc này. Viết số của các từ đã chọn vào chỗ trống trong văn bản.

27.1. VI-RÚT

Virus - ---------- (A) các dạng sống biểu hiện một số đặc điểm của sinh vật sống chỉ trong các tế bào khác. Một virus bao gồm vật chất di truyền và -------(B). Vật chất di truyền được hình thành bởi ------(B): DNA hoặc RNA. Virus DNA sau khi xâm nhập vào tế bào sẽ tích hợp DNA của chúng vào vật liệu di truyền của chính tế bào. Virus chứa RNA, sau khi xâm nhập vào tế bào, đầu tiên chuyển đổi thông tin từ RNA của chúng thành DNA, bằng -------(D), sau đó nó được tích hợp vào vật liệu di truyền của tế bào.

Danh sách các điều khoản:

2) axit nucleic

3) màng tế bào

4) vỏ protein

5) phiên mã ngược

6) phát sóng

7) đơn bào

8) không di động

Viết các số đã chọn vào bảng dưới các chữ cái tương ứng. Trả lời:

27.2. VI KHUẨN

Vi khuẩn về cơ bản là sinh vật _______(A). Trong điều kiện không thuận lợi, chúng có thể hình thành ______(B). Nhiều vi khuẩn có ______(B) để chúng di chuyển. Thông tin di truyền ở các vi sinh vật này được lưu trữ dưới dạng ______(D).

Danh sách các điều khoản:

2) vật chất hạt nhân

3) chân giả

7) đơn bào

8) đa bào

Viết các số đã chọn vào bảng dưới các chữ cái tương ứng.

27.3. CÔNG NGHỆ SINH HỌC

Công nghệ sinh học là ngành nghiên cứu khả năng sử dụng các vật thể sinh học để tạo ra các sinh vật sống có những đặc tính cần thiết. Những thành công lớn nhất đã đạt được trong lĩnh vực thay đổi bộ máy di truyền của vi khuẩn. Vi khuẩn đã học cách đưa các gen mới vào bộ gen bằng cách sử dụng các phân tử DNA hình tròn nhỏ - _______(A), hiện diện trong tế bào vi khuẩn. _______(B) cần thiết được “dán” vào chúng và sau đó chúng được thêm vào môi trường nuôi cấy vi khuẩn, ví dụ _______(B). Sau đó, DNA vòng lai _______(G) trong tế bào, tái tạo hàng chục bản sao của nó, đảm bảo quá trình tổng hợp protein mới. 3.7

AAABBBB

ABBAB

Văn học

Zayats R.G., Butilovsky V.E., Davydov V.V. Sinh vật học. Toàn bộ chương trình giảng dạy của trường đều có trong bảng. Minsk: Sách mở, 2016.-448 tr.

Zayats R.G., Rachkovskaya I.V., Butilovsky V.E., Davydov V.V. Sinh học dành cho người nộp đơn: câu hỏi, câu trả lời, bài kiểm tra, nhiệm vụ - Minsk: Unipress, 2011. - 768 tr.

“Tôi sẽ giải OGE”: sinh học. Hệ thống đào tạo của Dmitry Gushchin [Tài nguyên điện tử] - URL: http://oge.sdamgia.ru

Lý thuyết ôn tập khối 4 kỳ thi Thống nhất cấp nhà nước môn sinh học: có hệ thống và sự đa dạng của thế giới hữu cơ.

Vi khuẩn

Vi khuẩn thuộc về sinh vật nhân sơ không có màng nhân, lạp thể, ty thể và các bào quan màng khác. Chúng được đặc trưng bởi sự hiện diện của một DNA vòng. Kích thước của vi khuẩn khá nhỏ, 0,15-10 micron. Dựa vào hình dạng của tế bào, chúng có thể được chia thành ba nhóm chính: hình cầu , hoặc cầu khuẩn , hình que Và bị quăn . Vi khuẩn tuy thuộc sinh vật nhân sơ nhưng có cấu trúc khá phức tạp.

Cấu trúc của vi khuẩn

Tế bào vi khuẩn được bao phủ bởi một số lớp bên ngoài. Thành tế bào rất cần thiết cho tất cả vi khuẩn và là thành phần chính của tế bào vi khuẩn. Thành tế bào vi khuẩn mang lại hình dạng và độ cứng, ngoài ra, còn thực hiện một số chức năng quan trọng:

bảo vệ tế bào khỏi bị hư hại
tham gia vào quá trình trao đổi chất
độc đối với nhiều vi khuẩn gây bệnh
tham gia vận chuyển ngoại độc tố

Thành phần chính của vách tế bào vi khuẩn là polysaccharide murein . Tùy thuộc vào cấu trúc của thành tế bào, vi khuẩn được chia thành hai nhóm: gram dương (nhuộm bằng Gram khi chuẩn bị soi dưới kính hiển vi) và vi khuẩn gram âm (không nhuộm bằng phương pháp này).

Các dạng vi khuẩn: 1 - micrococci; 2 - ngoại cầu và tetracocci; 3 - sarcin; 4 - liên cầu khuẩn; 5 - tụ cầu khuẩn; 6, 7 - que hoặc trực khuẩn; 8 - vibrio; 9 - tảo xoắn; 10 - xoắn khuẩn

Cấu trúc của tế bào vi khuẩn: I - viên nang; 2 - vách tế bào; 3 - màng tế bào chất;4 - nucleoid; 5 - tế bào chất; 6 - tế bào sắc tố; 7 - thylakoid; 8 - u trung mô; 9 - ribosome; 10 - tiên mao; II - thể cơ bản; 12 - đã uống rượu; 13 - giọt mỡ

Thành tế bào của vi khuẩn gram dương (a) và gram âm (b): 1 - màng; 2 - mucopeptide (murein); 3 - lipoprotein và protein

Sơ đồ cấu trúc của màng tế bào vi khuẩn: 1 - màng tế bào chất; 2 - vách tế bào; 3 - viên nang siêu nhỏ; 4 - viên nang; 5 - lớp niêm mạc

Có ba cấu trúc tế bào bắt buộc của vi khuẩn:

hạt nhân
ribosome
màng tế bào chất (CPM)

Cơ quan vận động của vi khuẩn là roi, trong đó có thể có từ 1 đến 50 hoặc nhiều hơn. Cocci được đặc trưng bởi sự vắng mặt của vi khuẩn Flagella. Vi khuẩn có khả năng điều khiển các dạng chuyển động - taxi.

Taxi là dương nếu chuyển động hướng về nguồn kích thích và âm khi chuyển động hướng ra xa nguồn kích thích. Các loại taxi sau đây có thể được phân biệt.

Hóa trị- chuyển động dựa trên sự chênh lệch nồng độ các chất hóa học trong môi trường.

Aerotaxis- về sự khác biệt về nồng độ oxy.

Khi phản ứng với ánh sáng và từ trường, chúng lần lượt phát sinh phototaxis Và từ trường.

Một thành phần quan trọng trong cấu trúc của vi khuẩn là dẫn xuất của màng sinh chất - lông nhung (lông nhung). Pili tham gia vào quá trình hợp nhất vi khuẩn thành các phức hợp lớn, gắn vi khuẩn vào chất nền và vận chuyển các chất.

Dinh dưỡng của vi khuẩn

Dựa trên loại dinh dưỡng, vi khuẩn được chia thành hai nhóm: tự dưỡng và dị dưỡng. Vi khuẩn tự dưỡng tổng hợp chất hữu cơ từ chất vô cơ. Tùy thuộc vào năng lượng mà sinh vật tự dưỡng sử dụng để tổng hợp các chất hữu cơ, chúng phân biệt giữa vi khuẩn quang hợp (vi khuẩn lưu huỳnh màu xanh lá cây và màu tím) và vi khuẩn hóa tổng hợp (vi khuẩn nitrat hóa, vi khuẩn sắt, vi khuẩn lưu huỳnh không màu, v.v.). Vi khuẩn dị dưỡng ăn các chất hữu cơ làm sẵn của xác chết (saprotrophs) hoặc thực vật, động vật và con người sống (cộng sinh).

Saprotrophs bao gồm vi khuẩn thối rữa và lên men. Cái trước phá vỡ các hợp chất chứa nitơ, cái sau - các hợp chất chứa carbon. Trong cả hai trường hợp, năng lượng cần thiết cho sự sống của chúng đều được giải phóng.

Cần lưu ý tầm quan trọng to lớn của vi khuẩn trong chu trình nitơ. Chỉ có vi khuẩn và vi khuẩn lam mới có khả năng đồng hóa nitơ trong khí quyển. Sau đó, vi khuẩn thực hiện các phản ứng amoni hóa (phân hủy protein từ chất hữu cơ chết thành axit amin, sau đó được khử amin thành amoniac và các hợp chất chứa nitơ đơn giản khác), nitrat hóa (amoniac bị oxy hóa thành nitrit và nitrit thành nitrat), khử nitrat (nitrat bị khử thành khí nitơ).

Hô hấp của vi khuẩn

Dựa vào kiểu hô hấp, vi khuẩn có thể được chia thành nhiều nhóm:

hiếu khí bắt buộc: phát triển với khả năng tiếp cận oxy miễn phí
vi khuẩn kỵ khí tùy ý: phát triển cả khi tiếp cận được oxy trong khí quyển và khi không có oxy
vi khuẩn kỵ khí bắt buộc: phát triển trong điều kiện hoàn toàn không có oxy trong môi trường

Sự sinh sản của vi khuẩn

Vi khuẩn sinh sản bằng cách phân chia tế bào nhị phân đơn giản. Điều này xảy ra trước sự tự nhân đôi (sao chép) của DNA. Vừa chớm nở xảy ra như một ngoại lệ.

Ở một số vi khuẩn, người ta đã tìm thấy các hình thức đơn giản hóa của quá trình sinh dục. Ví dụ, ở E. coli, quá trình sinh dục giống như sự liên hợp, trong đó một phần vật liệu di truyền được chuyển từ tế bào này sang tế bào khác khi chúng tiếp xúc trực tiếp. Sau đó, các tế bào được tách ra. Số lượng cá thể là kết quả của quá trình tình dục vẫn giữ nguyên, nhưng có sự trao đổi vật chất di truyền, tức là xảy ra sự tái tổ hợp di truyền.

Sự sinh bào tử chỉ là đặc điểm của một nhóm nhỏ vi khuẩn trong đó có hai loại bào tử: nội sinh, hình thành bên trong tế bào và vi nang, hình thành từ toàn bộ tế bào. Khi bào tử (vi nang) hình thành trong tế bào vi khuẩn, lượng nước tự do giảm, hoạt động của enzyme giảm, protoplast co lại và được bao phủ bởi một lớp vỏ rất dày đặc. Bào tử cung cấp khả năng chịu đựng các điều kiện bất lợi. Chúng có thể chịu được quá trình sấy khô kéo dài, chịu nhiệt độ trên 100°C và làm mát đến nhiệt độ gần như bằng không tuyệt đối. Ở trạng thái bình thường, vi khuẩn không ổn định khi bị khô, tiếp xúc trực tiếp với ánh nắng mặt trời, tăng nhiệt độ lên 65-80°C... Trong điều kiện thuận lợi, bào tử trương nở và nảy mầm, hình thành tế bào vi khuẩn sinh dưỡng mới.

Bất chấp cái chết liên tục của vi khuẩn (ăn chúng bởi động vật nguyên sinh, tiếp xúc với nhiệt độ cao, thấp và các yếu tố bất lợi khác), những sinh vật nguyên thủy này vẫn tồn tại từ thời cổ đại nhờ khả năng sinh sản nhanh chóng (tế bào có thể phân chia cứ sau 20-30 phút), hình thành bào tử, cực kỳ ổn định với các yếu tố môi trường và sự phân bố rộng rãi của chúng.

tiêm chủng

Nhớ lại những cuộc tranh luận sôi nổi về các câu hỏi về tiến hóa và chủ nghĩa sinh lực, chúng ta không được quên rằng sự quan tâm của mọi người đối với sinh học lý thuyết nảy sinh do các nghiên cứu chuyên sâu về y học và nghiên cứu liên tục về các rối loạn chức năng trong cơ thể. Khoa học sinh học dù về mặt lý thuyết có phát triển nhanh đến đâu, dù rời xa nhu cầu thực hành đời thường bao xa thì sớm muộn gì nó cũng phải quay trở lại với nhu cầu của y học.
Việc nghiên cứu lý thuyết hoàn toàn không phải là một điều gì đó trừu tượng và phi lý, vì sự ra đời của những thành tựu của khoa học lý thuyết cho phép thực hành nhanh chóng tiến về phía trước. Và mặc dù khoa học ứng dụng có thể phát triển thuần túy theo kinh nghiệm, nhưng nếu không có lý thuyết thì sự phát triển này sẽ chậm hơn và không chắc chắn hơn nhiều.
Ví dụ, hãy xem xét lịch sử nghiên cứu các bệnh truyền nhiễm. Cho đến đầu thế kỷ 19. Trên thực tế, các bác sĩ đã hoàn toàn bất lực trước những trận dịch hạch hoặc các bệnh truyền nhiễm khác thỉnh thoảng bùng phát trên hành tinh của chúng ta. Bệnh đậu mùa là một trong những căn bệnh mà nhân loại phải gánh chịu. Điều bi thảm là nó lan rộng như một thảm họa thiên nhiên thực sự, cứ một phần ba số người mắc bệnh đều chết, còn những người sống sót thì bị biến dạng trong suốt quãng đời còn lại: khuôn mặt phủ đầy thanh lương trà của họ khiến ngay cả những người thân yêu của họ cũng xa lánh.
Tuy nhiên, người ta quan sát thấy rằng việc sống sót sau căn bệnh này sẽ mang lại khả năng miễn dịch trong đợt bùng phát tiếp theo. Vì vậy, nhiều người cho rằng tốt hơn hết là không nên trốn tránh bệnh tật mà phải chịu đựng nhưng ở thể trạng rất yếu, không nguy hiểm đến tính mạng và không làm biến dạng bệnh nhân. Trong trường hợp này, người đó sẽ được đảm bảo chống lại các bệnh tái phát. Các quốc gia như Thổ Nhĩ Kỳ và Trung Quốc từ lâu đã cố gắng lây nhiễm sang người những chất chứa mụn mủ từ những bệnh nhân mắc bệnh đậu mùa dạng nhẹ. Rủi ro là rất lớn vì đôi khi bệnh rất nặng. Vào đầu thế kỷ 18. Các cuộc tiêm chủng tương tự đã được thực hiện ở Anh, nhưng rất khó để nói liệu chúng mang lại nhiều lợi ích hay tác hại hơn. Trong khi hành nghề y, người Anh Edward Jenner (1749–1823) đã nghiên cứu các đặc tính bảo vệ của bệnh đậu bò được biết đến trong y học dân gian: những người mắc bệnh này sẽ trở nên miễn dịch với cả bệnh đậu bò và bệnh đậu mùa ở người. Sau thời gian dài quan sát cẩn thận, vào ngày 14 tháng 5 năm 1796, Jenner lần đầu tiên tiêm chủng bệnh đậu bò cho một cậu bé 8 tuổi, sử dụng vật liệu lấy từ một phụ nữ mắc bệnh đậu bò. Việc tiêm chủng đi kèm với bệnh tật. Và hai tháng sau, cậu bé bị nhiễm mủ từ mụn mủ của một bệnh nhân đậu mùa - và vẫn khỏe mạnh. Năm 1798, sau khi lặp lại thí nghiệm này nhiều lần, Jenner đã công bố kết quả nghiên cứu của mình. Ông đề xuất gọi phương pháp tiêm chủng mới (từ tiếng Latin vaccinia - bệnh đậu mùa).
Nỗi sợ hãi về bệnh đậu mùa lớn đến mức phương pháp của Jenner được chấp nhận một cách nhiệt tình, và sự phản kháng của những người bảo thủ nhất nhanh chóng bị phá vỡ. Tiêm chủng lan rộng khắp châu Âu, và căn bệnh này đã thuyên giảm. Ở những nước có nền y học phát triển cao, các bác sĩ không còn cảm thấy bất lực trong cuộc chiến chống lại bệnh đậu mùa. Trong lịch sử nhân loại, đây là trường hợp đầu tiên chiến thắng nhanh chóng và triệt để trước căn bệnh nguy hiểm.
Nhưng thành công hơn nữa chỉ có thể được mang lại nhờ sự phát triển của lý thuyết. Vào thời điểm đó, không ai biết tác nhân gây bệnh truyền nhiễm, các dạng nhẹ không thể được tính để sử dụng cho mục đích tiêm chủng. Các nhà sinh học phải đối mặt với nhiệm vụ học cách “tạo ra” các “biến thể” của riêng họ cho các dạng bệnh nhẹ, nhưng điều này đòi hỏi phải biết nhiều hơn những gì được biết vào thời của Jenner.

Lý thuyết mầm bệnh

vi khuẩn học

Không thể hy vọng rằng sẽ có thể cách ly hoàn toàn con người khỏi các vi khuẩn gây bệnh. Sớm hay muộn một người có nguy cơ bị nhiễm trùng. Làm thế nào để điều trị một bệnh nhân? Tất nhiên, cơ thể có một số phương tiện riêng để chống lại vi khuẩn: như bạn đã biết, đôi khi bệnh nhân sẽ hồi phục ngay cả khi không có sự trợ giúp. Nhà sinh vật học xuất sắc người Nga Ilya Ilyich Mechnikov (1845–1916) đã đưa ra một ví dụ về “cuộc chiến kháng khuẩn” của cơ thể. Ông đã chỉ ra rằng bạch cầu thực hiện chức năng bảo vệ chống lại các tác nhân gây bệnh đã xâm nhập vào cơ thể động vật và con người: chúng rời khỏi mạch máu và lao đến vị trí nhiễm trùng, nơi diễn ra cuộc chiến thực sự của bạch cầu với vi khuẩn. Mechnikov gọi các tế bào thực hiện vai trò bảo vệ trong cơ thể là thực bào.
Ngoài ra, sự phục hồi sau nhiều bệnh đi kèm với sự phát triển của khả năng miễn dịch (miễn dịch), mặc dù không phát hiện thấy những thay đổi rõ ràng nào. Điều này có thể được giải thích khá hợp lý bởi thực tế là cơ thể của một người đã khỏi bệnh sẽ tạo ra các kháng thể có khả năng tiêu diệt hoặc vô hiệu hóa các vi khuẩn xâm nhập. Ý tưởng này cũng giải thích tác dụng của việc tiêm chủng; Trong cơ thể người được tiêm chủng, các kháng thể được hình thành có hoạt tính chống lại cả vi khuẩn đậu mùa và vi khuẩn đậu mùa rất giống nhau. Giờ đây, chiến thắng đã được đảm bảo, nhưng không phải đối với bản thân căn bệnh mà là đối với vi khuẩn gây ra nó.
Pasteur đã vạch ra những cách để chống lại bệnh than, một căn bệnh chết người đã tàn phá đàn vật nuôi. Ông đã tìm ra tác nhân gây bệnh và chứng minh rằng nó thuộc về một loại vi khuẩn đặc biệt. Pasteur đun nóng chế phẩm vi khuẩn để tiêu diệt khả năng gây bệnh (khả năng gây bệnh) của chúng. Việc đưa vi khuẩn bị suy yếu (suy yếu) vào cơ thể vật nuôi dẫn đến hình thành các kháng thể có khả năng chống lại vi khuẩn gây bệnh ban đầu.
Năm 1881, Pasteur tiến hành một thí nghiệm hết sức thú vị. Đối với thí nghiệm, một đàn cừu đã được lấy, một phần trong số đó được tiêm vi khuẩn bệnh than đã suy yếu, phần còn lại vẫn chưa được tiêm phòng. Sau một thời gian, tất cả đàn cừu đều bị nhiễm chủng vi khuẩn gây bệnh. Những con cừu được tiêm phòng không có dấu hiệu mắc bệnh; cừu không được tiêm phòng bệnh than và chết.
Pasteur đã sử dụng các phương pháp tương tự để chống lại bệnh dịch tả gà và điều đặc biệt quan trọng là một trong những căn bệnh khủng khiếp nhất - bệnh dại (hay chứng sợ nước), lây truyền sang người từ động vật hoang dã hoặc vật nuôi bị nhiễm bệnh.
Sự thành công của lý thuyết vi trùng của Pasteur đã làm sống lại mối quan tâm về vi khuẩn. Nhà thực vật học người Đức Ferdinand Julius Kohn (1828–1898) đã nghiên cứu tế bào thực vật dưới kính hiển vi. Ví dụ, ông đã chỉ ra rằng nguyên sinh chất của tế bào thực vật và động vật về cơ bản là giống hệt nhau. Vào những năm 60 của thế kỷ 19, ông chuyển sang nghiên cứu vi khuẩn. Thành tựu lớn nhất của Cohn là xác lập được bản chất thực vật của vi khuẩn. Ông là người đầu tiên phân tách rõ ràng vi khuẩn khỏi động vật nguyên sinh và cố gắng hệ thống hóa vi khuẩn theo chi và loài. Điều này cho phép chúng ta coi Cohn là người sáng lập ra vi khuẩn học hiện đại.
Cohn là người đầu tiên chú ý đến tài năng của bác sĩ trẻ người Đức Robert Koch (1843–1910). Năm 1876, Koch đã phân lập được vi khuẩn gây bệnh than và phát triển nó. Sự hỗ trợ của Kohn, người đã quen thuộc với công việc của Koch, đóng một vai trò quan trọng trong cuộc đời của nhà vi trùng học vĩ đại. Koch nuôi cấy vi khuẩn trên môi trường đặc - gelatin (sau này được thay thế bằng thạch, chiết xuất từ rong biển), thay vì trong chất lỏng đổ vào ống nghiệm. Sự cải tiến kỹ thuật này đã mang lại nhiều lợi ích. Trong môi trường chất lỏng, các loại vi khuẩn khác nhau dễ dàng trộn lẫn và rất khó xác định loại nào gây bệnh cụ thể. Nếu nuôi cấy được áp dụng dưới dạng phết lên môi trường rắn, từng vi khuẩn phân chia nhiều lần sẽ hình thành các khuẩn lạc tế bào mới, cố định chặt chẽ ở vị trí của chúng. Ngay cả khi môi trường nuôi cấy ban đầu bao gồm hỗn hợp nhiều loại vi khuẩn khác nhau thì mỗi khuẩn lạc là một môi trường nuôi cấy tế bào thuần khiết, giúp xác định chính xác loại vi khuẩn gây bệnh. Ban đầu Koch đổ môi trường lên một tấm thủy tinh phẳng, nhưng trợ lý của ông là Julius Richard Petri (1852–1921) đã thay thế tấm kính bằng hai đĩa thủy tinh phẳng, nông, một trong số đó dùng làm nắp. Đĩa Petri vẫn được sử dụng rộng rãi trong vi khuẩn học. Sử dụng phương pháp đã phát triển để phân lập các mẫu nuôi cấy vi sinh vật thuần khiết, Koch và các đồng nghiệp của ông đã phân lập được tác nhân gây bệnh của nhiều bệnh, bao gồm cả bệnh lao (1882).

Côn trùng

Yếu tố dinh dưỡng

Trong một phần ba cuối thế kỷ trước, lý thuyết vi trùng thống trị tâm trí của hầu hết các bác sĩ, nhưng cũng có những người có quan điểm khác. Nhà nghiên cứu bệnh học người Đức Virchow, người phản đối lý thuyết Pasteur nổi tiếng nhất, tin rằng bệnh tật là do sự rối loạn trong chính cơ thể chứ không phải do các tác nhân bên ngoài gây ra. Công lao của Virchow là trong nhiều thập kỷ làm việc tại thành phố Berlin và các cơ quan lập pháp quốc gia, ông đã đạt được những cải tiến đáng kể trong lĩnh vực vệ sinh như lọc nước uống và tạo ra một hệ thống khử trùng nước thải hiệu quả. Một nhà khoa học khác, Pettenkofer, cũng đã làm được rất nhiều việc trong lĩnh vực này. Ông và Virchow có thể coi là những người sáng lập ra vệ sinh xã hội hiện đại (nghiên cứu về phòng chống dịch bệnh trong xã hội loài người).
Tất nhiên, những biện pháp ngăn chặn sự lây lan của dịch bệnh như vậy không kém phần quan trọng so với tác động trực tiếp lên chính vi khuẩn.
Đương nhiên, mối quan tâm về sự sạch sẽ mà Hippocrates rao giảng vẫn giữ nguyên tầm quan trọng của nó ngay cả khi vai trò của vi khuẩn đã trở nên rõ ràng đối với mọi người. Lời khuyên của Hippocrates về nhu cầu có một chế độ ăn uống bổ dưỡng và đa dạng vẫn có hiệu lực và tầm quan trọng của chúng trở nên rõ ràng không chỉ đối với việc duy trì sức khỏe nói chung mà còn là một phương pháp cụ thể để ngăn ngừa một số bệnh. Ý tưởng cho rằng dinh dưỡng kém có thể gây ra bệnh tật được coi là "lỗi thời" - các nhà khoa học bị thu hút bởi vi khuẩn - nhưng có bằng chứng xác đáng chứng minh điều đó.
Trong thời đại của những khám phá địa lý vĩ đại, con người đã dành nhiều tháng dài trên tàu, chỉ ăn những thực phẩm có thể được bảo quản tốt, vì việc sử dụng lạnh nhân tạo vẫn chưa được biết đến. Tai họa khủng khiếp của các thủy thủ là bệnh scorbut. Bác sĩ người Scotland James Lind (1716–1794) đã thu hút sự chú ý đến thực tế là bệnh tật không chỉ xảy ra trên tàu, mà còn ở các thành phố và nhà tù bị bao vây - bất cứ nơi nào có thức ăn đơn điệu. Có lẽ bệnh là do thiếu một số sản phẩm trong thực phẩm? Lind đã cố gắng đa dạng hóa chế độ ăn uống của các thủy thủ mắc bệnh scorbut và sớm phát hiện ra tác dụng chữa bệnh của trái cây họ cam quýt. Nhà hàng hải vĩ đại người Anh James Cook (1728–1779) đã đưa trái cây họ cam quýt vào chế độ ăn uống của thủy thủ đoàn trong chuyến thám hiểm Thái Bình Dương của ông vào những năm 70 của thế kỷ 18. Kết quả là chỉ có một người chết vì bệnh scorbut. Vào năm 1795, trong cuộc chiến tranh với Pháp, nước chanh đã được cung cấp cho các thủy thủ trong Hải quân Anh và không một trường hợp bệnh scorbut nào được báo cáo.
Tuy nhiên, những thành tựu thuần túy thực nghiệm như vậy, do thiếu những căn cứ lý thuyết cần thiết, được đưa ra rất chậm. Vào thế kỷ 19 Những khám phá lớn trong lĩnh vực dinh dưỡng liên quan đến việc xác định vai trò của protein. Người ta phát hiện ra rằng một số loại protein “hoàn chỉnh” có trong chế độ ăn uống, có thể hỗ trợ sự sống, trong khi những loại khác, những loại “kém hơn”, như gelatin, không thể làm được điều này. Lời giải thích chỉ được đưa ra khi bản chất của phân tử protein được biết rõ hơn. Năm 1820, sau khi xử lý một phân tử gelatin phức tạp bằng axit, một phân tử đơn giản đã được phân lập từ nó, được gọi là glycine. Glycine thuộc nhóm axit amin. Lúc đầu, người ta cho rằng nó đóng vai trò là khối xây dựng nên protein, giống như đường đơn giản, glucose, là khối xây dựng từ đó tạo ra tinh bột. Tuy nhiên, đến cuối thế kỷ 19. Sự mâu thuẫn của lý thuyết này đã trở nên rõ ràng. Từ nhiều loại protein, người ta đã thu được các phân tử đơn giản khác - tất cả chúng, chỉ khác nhau về chi tiết, đều thuộc nhóm axit amin. Phân tử protein hóa ra được tạo ra không phải từ một mà từ một số axit amin. Đến năm 1900, hàng chục “khối xây dựng” axit amin khác nhau đã được biết đến. Giờ đây, việc các protein khác nhau về tỷ lệ axit amin mà chúng chứa không còn có vẻ khó tin nữa. Nhà khoa học đầu tiên chứng minh rằng một loại protein cụ thể có thể thiếu một hoặc nhiều axit amin đóng vai trò quan trọng trong hoạt động sống của cơ thể là nhà hóa sinh người Anh Frederick Gowland Hopkins (1861–1947). Năm 1903, ông phát hiện ra một loại axit amin mới - tryptophan - và phát triển các phương pháp xác định nó. Zein, một loại protein được phân lập từ ngô, cho phản ứng âm tính và do đó không chứa tryptophan. Hóa ra nó là một loại protein không hoàn chỉnh, vì là loại protein duy nhất trong chế độ ăn uống, nó không cung cấp các chức năng quan trọng của cơ thể. Nhưng ngay cả việc bổ sung một lượng nhỏ tryptophan cũng có thể kéo dài tuổi thọ của động vật thí nghiệm.
Các thí nghiệm tiếp theo được thực hiện trong thập kỷ đầu tiên của thế kỷ 20 đã cho thấy rõ rằng một số axit amin được tổng hợp trong cơ thể động vật có vú từ các chất thường thấy trong các mô. Tuy nhiên, một số axit amin phải đến từ thực phẩm. Việc thiếu một hoặc nhiều axit amin “thiết yếu” này sẽ khiến protein không hoàn chỉnh, dẫn đến bệnh tật và đôi khi tử vong. Đây là cách đưa ra khái niệm về các yếu tố dinh dưỡng bổ sung - những hợp chất không thể tổng hợp được trong cơ thể động vật và con người và phải được đưa vào thực phẩm để đảm bảo các chức năng sống bình thường.
Nói đúng ra, axit amin không phải là vấn đề y tế nghiêm trọng đối với các chuyên gia dinh dưỡng. Việc thiếu axit amin thường chỉ xảy ra với chế độ ăn nhân tạo và đơn điệu. Thực phẩm tự nhiên dù không phong phú lắm nhưng cũng cung cấp cho cơ thể đủ loại axit amin.
Vì một căn bệnh như bệnh scorbut có thể được chữa khỏi bằng nước chanh, nên có lý khi cho rằng nước chanh cung cấp cho cơ thể một số yếu tố dinh dưỡng còn thiếu. Không chắc đó là một axit amin. Thật vậy, tất cả đều được các nhà sinh vật học thế kỷ 19 biết đến. Các thành phần cấu thành của nước chanh dù uống chung hay riêng đều không thể chữa khỏi bệnh scorbut. Yếu tố dinh dưỡng này phải là chất chỉ cần với số lượng rất nhỏ và khác biệt về mặt hóa học với các thành phần thực phẩm thông thường.
Việc khám phá ra chất bí ẩn hóa ra không quá khó khăn. Sau sự phát triển của học thuyết về axit amin cần thiết cho sự sống, người ta đã xác định được các yếu tố dinh dưỡng tinh tế hơn mà cơ thể chỉ cần với số lượng rất nhỏ, nhưng điều này đã không xảy ra trong quá trình nghiên cứu bệnh scorbut.

Vitamin

Năm 1886, bác sĩ người Hà Lan Christian Eijkman (1858–1930) được cử đến Java để điều trị bệnh beriberi. Có lý do để nghĩ rằng căn bệnh này xảy ra do chế độ dinh dưỡng kém. Các thủy thủ Nhật Bản bị bệnh beriberi rất nặng và chỉ khỏi bệnh khi sữa và thịt được đưa vào chế độ ăn uống của họ, hầu như chỉ có gạo và cá, vào những năm 80 của thế kỷ 19. Tuy nhiên, Eickman bị thuyết phục bởi lý thuyết vi trùng của Pasteur và tin rằng beriberi là một bệnh do vi khuẩn. Anh ta mang theo gà với hy vọng lây nhiễm vi trùng cho chúng. Nhưng mọi nỗ lực của anh đều không thành công. Tuy nhiên, vào năm 1896, gà đột nhiên mắc một căn bệnh tương tự bệnh beriberi. Tìm hiểu tình hình dịch bệnh, nhà khoa học phát hiện ngay trước khi dịch bệnh bùng phát, gà được cho ăn gạo bóng từ kho thức ăn của bệnh viện. Khi họ được chuyển sang cùng một loại thực phẩm, quá trình phục hồi bắt đầu. Dần dần, Eijkman tin rằng căn bệnh này có thể được gây ra và chữa khỏi chỉ bằng những thay đổi đơn giản trong chế độ ăn uống.
Lúc đầu, nhà khoa học không đánh giá cao ý nghĩa thực sự của dữ liệu thu được. Ông cho rằng hạt gạo có chứa một số loại độc tố được trung hòa bởi chất gì đó có trong vỏ hạt, và vì vỏ được loại bỏ khi gạo được bóc vỏ nên các chất độc không được trung hòa vẫn còn trong gạo đã được đánh bóng. Nhưng tại sao lại tạo ra một giả thuyết về sự hiện diện của hai chất chưa biết, một chất độc và một chất kháng độc, khi việc giả định rằng có một loại yếu tố dinh dưỡng nào đó cần thiết với số lượng rất nhỏ sẽ đơn giản hơn nhiều? Ý kiến này được Hopkins và nhà hóa sinh người Mỹ Casimir Funk (sinh năm 1884) chia sẻ. Họ cho rằng không chỉ bệnh beriberi mà cả các bệnh như bệnh scorbut, bệnh nấm và bệnh còi xương cũng được giải thích là do thiếu một lượng nhỏ một số chất nhất định trong thực phẩm.
Vẫn ấn tượng rằng những chất này thuộc nhóm amin, Funk đã đề xuất vào năm 1912 gọi chúng là vitamin (amine của sự sống). Cái tên này vẫn được giữ nguyên và được bảo tồn cho đến ngày nay, mặc dù rõ ràng là chúng không liên quan gì đến amin.
Giả thuyết về vitamin Hopkins-Funk đã được xây dựng đầy đủ và là một phần ba đầu tiên của thế kỷ 20. cho thấy nhiều bệnh có thể được chữa khỏi bằng cách quy định một chế độ ăn uống và dinh dưỡng hợp lý. Ví dụ, bác sĩ người Mỹ Joseph Goldberger (1874–1929) đã phát hiện (1915) rằng bệnh pellagra, phổ biến ở các bang miền nam Hoa Kỳ, không có nguồn gốc từ vi khuẩn. Trên thực tế, nguyên nhân là do thiếu một số vitamin và biến mất ngay khi bệnh nhân bổ sung sữa vào chế độ ăn. Lúc đầu, tất cả những gì người ta biết về vitamin là chúng có thể ngăn ngừa và điều trị một số bệnh. Năm 1913, nhà hóa sinh người Mỹ Elmer Vernon McCollum (sinh năm 1879) đề xuất đặt tên vitamin bằng các chữ cái trong bảng chữ cái; Đây là cách các vitamin A, B, C và D xuất hiện, sau đó chúng được thêm vào vitamin E và K. Hóa ra thực phẩm có chứa vitamin B thực sự chứa nhiều hơn một yếu tố có thể ảnh hưởng đến nhiều hơn một triệu chứng phức tạp. Các nhà sinh học bắt đầu nói về vitamin B1, B2, v.v.
Hóa ra thiếu vitamin B1 gây ra bệnh beriberi, thiếu vitamin B2 gây ra bệnh nấm. Việc thiếu vitamin C dẫn đến bệnh scorbut (sự hiện diện của một lượng nhỏ vitamin C trong nước ép cam quýt giải thích tác dụng chữa bệnh của chúng, điều này cho phép Lind chữa khỏi bệnh scorbut), thiếu vitamin D dẫn đến bệnh còi xương. Thiếu vitamin A ảnh hưởng đến thị lực và gây quáng gà. Thiếu vitamin B12 gây ra bệnh thiếu máu ác tính. Đây là những bệnh chính do thiếu vitamin. Khi kiến thức về vitamin được tích lũy, tất cả những căn bệnh này không còn là vấn đề y tế nghiêm trọng nữa. Vào những năm 30 của thế kỷ 20, họ bắt đầu phân lập vitamin ở dạng nguyên chất và tiến hành tổng hợp.