Томский политехнический университет · Инженерная школа новых производственных технологий

История науки

Рождение
микробиологии
и научной
биотехнологии

XVII–XIX вв.

Выполнили · группа 4Д62

Марков Роман
Вайгант Эвелина
Глухоедова Анастасия

Невидимый мир.
Великие открытия.

Рождение микробиологии XVII–XIX вв.
Томский политехнический университет · Инженерная школа новых производственных технологий

01 / До первых микроскопов

Микробы использовали
задолго до их открытия

Тысячи лет человек готовил хлеб, вино и сыр, ещё не зная о существовании микроорганизмов.

01

Производство
Брожение превращает сырьё в знакомые продукты.

02

Жизнь вокруг нас
Микробы влияют на здоровье, плодородие почв и круговорот веществ.

Путь к науке начался с вопроса:
«Откуда берутся микробы?»

Сначала — практика.
Потом — объяснение.

ХлебВиноСыр

Микроорганизмы были рядом.
Увидеть их удалось
только в XVII веке.

С чего начиналась микробиология Практика → наблюдение
Томский политехнический университет · Инженерная школа новых производственных технологий

02 / История микробиологии

Левенгук открыл невидимый мир

Голландский торговец тканями сам изготавливал линзы и микроскопы.

200–300крат увеличения

В 1670-х увидел в воде «анималькулей» — крошечные организмы.

9 октября 1676 года сообщил о наблюдениях Королевскому обществу.

Портрет: Антони ван Левенгук
Антони ван Левенгук
1632–1723

Одна линза.
Целый новый мир.

Royal Society: письма 1674–1686 · Портрет: Я. Верколйе / Rijksmuseum, PD
Томский политехнический университет · Инженерная школа новых производственных технологий

03 / История микробиологии

Происхождение микробов стало предметом спора

Сторонники самозарождения верили в возникновение жизни из неживого вещества.

Открытый бульон казался подтверждением.

Противники проверяли кипячение и изоляцию сосудов.

Столетний спор требовал контролируемого опыта.

Две гипотезы.
Один эксперимент.

Самозарождение

Неживое вещество
↓
Живые организмы

Занесение извне

Микробы в среде
↓
Рост в бульоне

Institut Pasteur · Исторические гипотезы о самозарождении
Томский политехнический университет · Инженерная школа новых производственных технологий

04 / История микробиологии

Опыт Пастера показал: микробы поступают извне

Луи Пастер (1822–1895) — французский химик.

  1. Бульон кипятят.
  2. Воздух проходит через S-образное горлышко.
  3. Пыль и микробы оседают в изгибе.
  4. При удалении горлышка бульон загрязняется.

Рост микробов зависит от их попадания из окружающей среды.

Воздух проходит.
Пыль задерживается.

Изгиб сохранён —
бульон стерилен.

Защита нарушена —
микробы растут.

Institut Pasteur · Опыты с колбой с лебединым горлышком
Томский политехнический университет · Инженерная школа новых производственных технологий

05 / История микробиологии

Пастер связал микробиологию с производством

Вино и пиво. Нагревание подавляет микробы, вызывающие порчу.

Пастеризация снижает число микробов; это не полная стерилизация.

Шелководство. Исследование болезней позволило отбирать здоровых шелкопрядов.

Наука помогла сохранить продукты и шелководство.

Портрет: Луи Пастер
Луи Пастер
1822–1895
≈60 °C

Исторический режим
нагревания вина

Температура и время зависят
от продукта и технологии.

Institut Pasteur · Пастеризация и болезни шелкопрядов · Фото: П. Надар, PD
Томский политехнический университет · Инженерная школа новых производственных технологий

06 / История микробиологии

Кох связал конкретные микробы с болезнями

Выделение чистых культур позволило изучать возбудителей.

1876Сибирская язва
1882Туберкулёз
1883–1884Холера

Постулаты — историческая модель доказательства. Существуют исключения.

Портрет: Роберт Кох
Роберт Кох
1843–1910

Больной организм

↓

Чистая культура

↓

Воспроизведение болезни

↓

Повторное выделение

NobelPrize.org · Историческая модель постулатов Коха · Портрет: Wikimedia, PD
Томский политехнический университет · Инженерная школа новых производственных технологий

07 / История микробиологии

Открытия XIX века заложили основу биотехнологии

Историческая основа

Брожение: хлеб, вино, сыр, уксус. Пастер заложил основы разработки вакцин.

Дальнейшее развитие, XX–XXI вв.

Антибиотики, ферменты, витамины и очистка сточных вод.

От наблюдения — к управлению биопроцессами.

Микробы становятся
частью технологии.

Современный биореактор:
контролируемые условия
для работы микроорганизмов.

Institut Pasteur · Историческая основа и последующие промышленные применения
Томский политехнический университет · Инженерная школа новых производственных технологий

08 / Итоги

Наблюдение → наука → технология

Портрет: Левенгук
Левенгук
XVII век

Увидеть

Открыл и описал
микроорганизмы.

Портрет: Пастер
Пастер
XIX век

Объяснить

Изучил брожение.
Опроверг самозарождение.

Портрет: Кох
Кох
XIX век

Доказать

Связал возбудителей
с конкретными болезнями.

Микробиология стала научной основой биотехнологии.

Сделано на ХостAI