Виноградский сергей николаевич реферат

Обновлено: 17.05.2024

Огромный вклад в развитие микробиологии внесли русские и советские учёные: И. И. Мечников (1845—1916), Д. И. Ивановский (1863—1920), Н. Ф. Гамалея (1859—1949), Л. С. Ценковский (1822—1887),С. Н. Виноградский (1856—1953), В. Л. Омелянский (1867—1928), Д. К. Заболотный (1866—1929), В. С. Буткевич (1872—1972), С. П. Костычев (1877—1931), Н. Г. Холодный (1882—1953),В. Н. Шапошников (1884—1968), Н. А. Красильников (1896—1973), А. А. Имшенецкий (1905—1992) и др.

Фрагмент работы для ознакомления

Сергей Николаевич был женат на Зинаиде Александровне урожденной Тихоцкой. С которой у него было 4 дочери : Зинаида, Татьяна, Екатерина, Елена. Вне брака у него была еще одна дочь - Зинаида Александровна Рубашкина. Третья дочь, Екатерина Сергеевна пошла по стопам отца , изучала микробиологию и помогала отцу , работала в институте Пастера во Франции.Научная деятельность Сергей Николаевич Виноградский признан один из основателей мировой микробиологии и в частности русской школы общей микробиологии. Оказал сильное влияние на мировую науку своим открытием хемосинтеза . Сформулировал принципы экологической микробиологии применимые к почве . Хемосинтез Хемосинтез (хемилитоавтотрофия) - способ автотрофного питания некоторых (хемосинтезирующих) бактерий и архей. Данный тип питанияоснован на усвоение углекислого газа CO2 за счет окисления неорганических соединений.Полученная при хемосинтезе энергия сначала переводится в энергию макроэнергетических связей АТФ , а затем тратится на синтез органический соединений . Хемолитоавтотрофные организмы : Железобактерии. Окисляют двухвалентное железо до трехвалентного и используют освобожденную энергию на усвоение углерода из углекислого газа или карбонатов:4FeCO3 + O2 + 6H2O → 4Fe(OH)3 + 4CO2↑ + 324 кДжСеробактерии. Окисляют сероводород до молекулярной серы или до солей серной кислоты:2H2S + O2 → 2H2O + 2S + 272 кДжВыделяющаяся в результате свободная сера накапливается в бактериальных клетках в виде множества крупинок. При недостатке сероводорода бесцветные серобактерии производят дальнейшее окисление находящейся в них свободной серы до серной кислоты:2S + 3O2 + 2H2O → 2H2SO4 + 636 кДжНитрифицирующие бактерии . Окисляют аммиак, образующийся в процессе гниеня органических веществ, до азотистой и азотной кислот, которые, взаимодействую я почвенными минералами, образуют нитриты и нитраты.Первый этап осуществляют бактерии Nitrosomonas:2NH3 + 3O2 → 2HNO2 + 2H2O + 662 кДжВторой этап окисления образовавшейся азотистой кислоты осуществляется бактериями Nitrobacter:2HNO2 + O2 ⇔ 2HNO3 + 101 кДжТионовые бактерии. Способны окислять тиосульфаты, сульфиты, сульфиды и молекулярную серу до серной кислоты. Некоторые представители тионовых бактерий являются экстремальными ацидофилами (способны выживать и размножаться при понижении pH раствора вплоть до 2), способны выдерживать высокие концентрации тяжёлых металлов и окислять металлическое и двухвалентное железо и выщелачивать тяжёлые металлы из руд.При окислении серы и тиосульфата Т. denitrificans в анаэробных условиях за счет использования нитратов реакция выглядит так:5S + 6KNO3 + 4NaHCO3 → 2Na2SO4 + 3K2SO4 + 2CO2↑ + 3N2 5Na2SO4 + 8KNO3 + 2NaHCO2 → 2Na2SO4 + 4K2SO4 + 4N2 + CO2↑ + H2OВодородные бактерии. Способны окислять молекулярный водород, являются умеренными термофилами (растут при температуре 50 °C)2H2 + O2 → 2H2O + 235 кДжКарбоксидобактерии близки к водородным бактериям. Карбоксидобактерии окисляют монооксид углерода CO по реакции:25CO + 12O2 + H2O + 24CO2↑ + (CH2O).Метанообразующие бактерии, анаэробны, и условиях осуществят следующую реакцию, в которой углекислый газ служит не только единственным источником углерода, но и конечным акцептором электронов при окислении водорода с образованием метана CH4:4Н2 + CO2 → CH4↑ + 2H2OРаспространение и экологические функции. Хемосинтезирующие организмы (например, серобактерии) могут жить в океанах на огромной глубине, в тех местах, где из разломов земной коры в воду выходит сероводород. Конечно же, кванты света не могут проникнуть в воду на глубину около 3—4 километров. Таким образом, хемосинтетики — единственные организмы на земле, не зависящие от энергии солнечного света. С другой стороны, аммиак, который используется нитрифицирующими бактериями, выделяется в почву при гниении остатков растений или животных. В этом случае жизнедеятельность хемосинтетиков косвенно зависит от солнечного света, так как аммиак образуется при распаде органических соединений, полученных за счёт энергии Солнца. Роль хемосинтетиков для всех живых существ очень велика, так как они являются непременным звеном природного круговорота важнейших элементов: серы, азота, железа и др. Хемосинтетики важны также в качестве природных потребителей таких ядовитых веществ, как аммиак и сероводород. Огромное значение имеют нитрифицирующие бактерии, которые обогащают почву нитратами и нитритами, — форма азота, преимущественно усваиваемая растениями. Некоторые хемосинтетики (в частности, серобактерии) используются для очистки сточных вод.Нитрификация Процесс нитрификация был открыт в середине XIX века Луи Пастером, именно он предположил участие микроорганизмов в этом процессе. И в 1891 году С.Н. Виноградский сумел выделить их , применив для этих целей селективную среду, содержащую только минеральные компоненты (чтобы избежать роста на ней банальных гетеротрофов ). Нитрификация - микробиологический процесс окисления аммиака до азотистой кислоты или ее самой далее до азотной кислоты, что связано либо с получением энергии, либо с защитой от активных форм кислорода, образующихся при разложение периоксида водорода. Процесс протекает в аэробных условиях в почве, а также в природных водах. Часто может вызывать появление в них нитратов в токсичном количестве, так как нитраты активно мигрирующие в растворе соединение азота - происходит их вынос из почвы в расположенные ниже по склону водоемы, что влечет за собой уменьшение коэффициента использования азотных удобрений и эвтрофикацию данных водоемов.Нитрификация проходит в две стадии, которые осуществляются разными микроорганизмами.Окисление аммиака до нитрит-анионаПервая стадия — окисление аммиака до нитрит-аниона, которое осуществляют нитрозные бактерии родов Nitrosomonas, Nitrosococcus и Nitrosospira (ранее выделялись также рода Nitrosolobus, Nitrosovibrio, но сейчас их представители включены в Nitrosospira) по следующему механизму:NH3 + O2 + НАДН2 → NH2OH + H2O + НАД+NH2OH + H2O → HNO2 + 4H+ + 4e−1/2O2 + 2H+ + 2e− → H2OПредполагается, что на первом этапе субстратом является именно аммиак, а не аммоний, поэтому процесс не идёт в кислой среде. Ферментом для первой реакции служит аммиакмонооксигеназа, фермент с очень низкой субстратной специфичностью, окисляющая также метан, оксид углерода, циклогексан, фенол, бензиловый спирт, однако со скоростью на порядки ниже. Гидроксиламин ингибирует работу фермента. В бесклеточных экстрактах восстановителем может служить НАД(Ф)·H, однако в клетке его роль, скорее всего, выполняет один из компонентов дыхательной цепи.Следующую реакцию осуществляет гидроксиламиноксидоредуктаза, расположенная в периплазме. Окислителем в них служит цитохром c, с него электрон передаётся наубихинон и далее в дыхательную цепь, на цитохромоксидоредуктазу и, в конечном итоге, на кислород. При этом запасается энергия в виде трансмембранного протонного потенциала.Образование НАД(Ф)·H для фиксации углекислого газа в цикле Кальвина происходит путём обратного переноса части электронов.Окисление нитрит-аниона до нитрат-аниона Вторая стадия — окисление аниона азотистой кислоты до аниона азотной, производимое нитратными бактериями (почвенный род Nitrobacter и водные Nitrospira, Nitrococcus,Nitrospina).

Список литературы

Пожалуйста, внимательно изучайте содержание и фрагменты работы. Деньги за приобретённые готовые работы по причине несоответствия данной работы вашим требованиям или её уникальности не возвращаются.

* Категория работы носит оценочный характер в соответствии с качественными и количественными параметрами предоставляемого материала. Данный материал ни целиком, ни любая из его частей не является готовым научным трудом, выпускной квалификационной работой, научным докладом или иной работой, предусмотренной государственной системой научной аттестации или необходимой для прохождения промежуточной или итоговой аттестации. Данный материал представляет собой субъективный результат обработки, структурирования и форматирования собранной его автором информации и предназначен, прежде всего, для использования в качестве источника для самостоятельной подготовки работы указанной тематики.

Большое влияние на формирование его естественно-научных взглядов оказали А.Бутлеров, Н.Меньшуткин, А.Бекетов, А.Фаминцын. По окончании университета в 1881 году Виноградский был оставлен на кафедре ботаники для подготовки к профессорскому званию. Его серьезным увлечением становится микробиология. Для углубления своих знаний в этой новой перспективной области Сергей Николаевич выехал в 1885 году на стажировку в Ботаническую лабораторию Страсбургского университета, возглавляемую выдающимся микологом и бактериологом Антуаном де Бари.

Вложенные файлы: 1 файл

виноградд.docx

Костанайский Государственный Педагогический институт

Подготовила: студентка 3 курса

Проверила: Музычко Л.М.

Виноградский Сергей Николаевич родился в семье юриста. Окончив в 1873 2-ю киевскую гимназию с золотой медалью, поступил на юридический факультет Киевского университета, однако уже через месяц перешел на естественное отделение физико-математического факультета. Через два года, не удовлетворенный занятиями, он оставил университет и поступил в Петербургскую консерваторию по классу фортепиано. В 1877 оставил занятия музыкой и поступил на 2-й курс естественного отделения Петербургского университета.

Виноградский занимался в лаборатории де Бари детальным изучением морфологии и физиологии серосодержащих и железосодержащих бактерий, проводя непосредственное наблюдение за живыми клетками методом висячей капли и применив изобретенный им метод элективных (избирательных) культур, который оказался чрезвычайно ценным для выделения различных групп микроорганизмов, обладающих высокой специфичностью требований к условиям питания.

Открытие Виноградского ознаменовало появление новой главы в биологии. После смерти де Бари С.Н. Виноградский возвратился в Россию, Затем вновь уехал в Цюрих, где занимался усовершенствованием своей химической подготовки сначала в сельскохозяйственной лаборатории Э.Шульца, а затем - в химической лаборатории Политехнической школы под руководством Е.Ханта.

Осенью 1888 он начал работать в Цюрихской лаборатории санитарии и гигиены, где и приступил к исследованиям процесса нитрификации и его роли в почвообразовании.

В своих экспериментах Виноградский подтвердил, что нитрификация состоит из двух фаз, известных еще до него, но не расшифрованных так подробно: одна включает окисление аммониевых солей до нитритов, а вторая окисление нитритов до нитратов. Сочетание этих двух реакций и производит ту энергию, которая используется затем бактерией для ассимиляции двуокиси углерода из атмосферы. Впоследствии Виноградский назвал группы таких уникальных микроорганизмов, использующих энергию окисления неорганических веществ - анаргооксидантами, а тип метаболизма у этих микробов - хемосинтезом.

После завершения исследований по нитрификации Виноградскому было предложено прочесть курс лекций по бактериологии в Цюрихском политехническом институте. В 1890 в Цюрихе его, посетил И.Мечников, чтобы от имени Пастора предложить ему должность заведующего отделом в Институте Пастора в Париже, однако Виноградский отклонил лестное предложение; он предпочел продолжить свои исследования в Петербурге в открывающемся в декабре 1890 Институте экспериментальной медицины (ИЭМ). В августе 1891, по рекомендации Фаминцына, Виноградский был утвержден заведующим отделом общей микробиологии ИЭМ и оставался на этом посту до 1912; в 1902 был назначен директором ИЭМ.

В эти годы Виноградский сосредоточился на изучении механизмов аэробной и анаэробной фиксации азота, исследовании процесса мочки льна, разработке методов приготовления противочумных вакцин (начатое им еще во время командировки в Париж в 1882). Он принимал также активное участие в разработке практических мер для борьбы с распространением чумы на юге России.

В 1903 Виноградский стал организатором Русского микробиологического общества и первые два года был его председателем.

Энергичная научная и общественная деятельность Виноградского была по достоинству оценена русской и зарубежной общественностью. В 1894 он был избран членом-корреспондентом Российской Академии наук, в 1901 - почетным членом Московского общества любителей естествознания, антропологии и этнографии; в 1902 - членом Французской Академии наук и Французского сельскохозяйственного общества; в 1904 непременным членом Русского медицинского совета.

В 1904 Виноградский впервые выделил из почвы и подробно описал спороносную анаэробную бактерию, усваивающую молекулярный азот. Он назвал ее Clostridium Pasteurianum, отдав тем самым знак глубокого уважения великому Пастеру, учеником и продолжателем дела которого он сам себя считал. Это открытие стимулировало обращение Виноградского к экологическим процессам нитрификации. По существу он первым ввел в науку современное представление о роли микроорганизмов в круговороте веществ в природе и доказал, что почва является сложнейшей биологической структурой и, следовательно, должна изучаться как интегрированный живой организм, заимствующий свои элементы из неорганического мира и возвращающий все взятое.

Развитие фундаментальных основ почвенной микробиологии Виноградским способствовало огромному прогрессу в научных рекомендациях и резкому повышению производительности труда в сельском хозяйстве. Кроме того, его открытия дали возможность русской школе микробиологии занять ведущее положение в мире.

В 1905 году Виноградский неожиданно и ко всеобщему удивлению подал прошение в ИЭМ об увольнении с должности директора института, оставаясь, однако, его действительным членом. Причиной явилось давнее заболевание Виноградского нефритом, в связи с чем он был вынужден многократно покидать холодный и сырой Петербург. В 1912 он официально оставил службу в институте и удалился в семейное поместье на, где прошло его детство. Круг его интересов изменился: он переключил свое внимание на проблемы земледелия, землеустройства, почвоведения, лесоведения и др.

В 1923 он был избран почетным членом Российской Академии наук. Президиумом АН СССР была учреждена премия его имени. Член Французской Академии наук и Лондонского Королевского общества.

Главные труды С.Н. Виноградского: "Ueber Schwefelbakterien" ("Bot. Ztg." 1887, № 31 - 37); "Ueber Eisenbacterien" ("Bot. Ztg.", 1888, № 17); "Zur Morphologie u. Physiologie der Schwefelbacterien" (Beitrage zur Morphologie und Physiologie der Bacterien", Лейпциг, 1888); "Recherches sur les organismes de la nitrification" ("Ann. de l'Inst. Pasteur", № 4, 5, 12, 1890; т. 5, 1891).

Содержание
Введение …………………………………………………………………03
Общественно-историческое положение в России в период
с конца XIX до начала XX века ……………………………………….04
Биография С.Н. Виноградского……………………………………….06
Ситуация внауке о почве в конце ХIХ - начале ХХ века …………. 16
Значение исследований С.Н. Виноградского для почвоведения …..18
Заключение ……………………………………………………………. 19

Введение
Сергея Николаевича Виноградского справедливо относят к корифеям микробиологии и биологии в целом. Главной заслугой С.Н. Виноградского перед наукой является открытие им такого важного явления как хемосинтез умикроорганизмов. С.Н. Виноградский в 1893 году выделил из почвы анаэробную бактерию Clostridium pasteurianum, усваивающую молекулярный азот. На примере этой бактерии Сергей Николаевич, впервые доказал, что существуют особые микроорганизмы хемотрофы, получающие энергию в результате окисления неорганических веществ. Образующаяся же при окислении энергия используется для ассимиляции углекислого газа иликарбонатов. Это открытие С.Н. Виноградского позволило русской микробиологии не только занять ведущее положение в мире, но также - объяснить явление накопления микроорганизмами азота в почве, и помогло понять круговорот этого вещества в природе. Кроме того, Сергей Николаевич Виноградский объяснил процесс почвообразования, показав, что в почве существуют азотофиксирующие бактерии, способные давать растениямнеобходимый для роста азот, являющийся одним из главных лимитирующих факторов развития растений. Таким образом, С.Н. Виноградский обосновал колоссальное значение микроорганизмов в жизни растений, подтвердив тем самым утверждение В.В. Докучаева об организмах почвы, как ведущем факторе почвообразования. С именем С.Н.Виноградского связано решение трех больших проблем: открытие хемосинтеза у микроорганизмов,изучение их морфологии, циклов развития и изменчивости, изучение экологии почвенных микроорганизмов.

Общественно-историческое положение в России в период с конца XIX до начала XX века
В течение всей своей долгой девяностосемилетней жизни С.Н. Виноградский пережил несколько глобальных событий в России и в мире. Начал свою жизнь Сергей Николаевич Виноградский ещё при капитализме, точнее приего высшей стадии – империализме. Глубокие перемены в общественно-политической жизни государства подтолкнули простой народ на ряд революций, и империализм престал существовать (по крайней мере, на время). После этого наша страна пошла по пути социализма. Война сменялась войной, революция революцией, а С.Н. Виноградский продолжал вести исследовательскую деятельность (правда, уже заграницей) и по еёрезультатам публиковал научные труды. Даже Вторая мировая война, пресекшая деятельность многих видных учёных, не смогла остановить великого микробиолога. Более того, мировые политические катаклизмы не подорвали здоровье С.Н. Виноградского, и умер он только на 98 году жизни 24 февраля 1953 года. Уже к концу XIX века многие науки в России достигли больших высот. Открытие периодического законахимических элементов Д.И. Менделеевым, исследования И.И. Мечникова в области иммунитета человека, открытие им антител, геометрия Н.И. Лобачевского – высоко подняли Россию в области науки над другими государствами. Русский язык становится одним из основных в перечне публикуемых мировыми научными журналами статей. К 1917 году у российской науки сформировалась сложная организационная модель. В Петербурге усиленноработала Академия наук. В разных городах России существовало несколько университетов и множество высших учебных институтов. Более того, существовали научные общества и учёные комитеты. В Петербурге работала Пулковская обсерватория, не многим уступающая зарубежным аналогам. Научные общества были в основном университетского типа и функционировали, как.

Виноградский продумал и предпринял серию опытов, позволяющих проверить, не является ли сера запасным питательным веществом. Эксперименты подтвердили, что в своих предположениях он не ошибался. Это было его первое большое открытие. А странные нитчатые существа впоследствии назвали серными бактериями. Вскоре Де Бари умер, и Виноградскому пришлось перебраться в другую лабораторию — в Цюрихе. Именно здесь он открыл бактерии-нитрофикаторы. В результате опытов он установил, что можно сжигать минеральные вещества — аммиак, серу, железо — при помощи специальных ферментов, при этом выделяется энергия, за счет которой и живут микроорганизмы, названные хемосинтетиками. А процесс образования новых органических веществ из углекислого газа за счет сжигания аммиака, серы и других минеральных веществ был назван хемосинтезом.

Это замечательное открытие стало сразу же известно всем микробиологам, и многие из них открыли впоследствии новые хемосинтетики.

В 1890 г. в Петербурге был организован Институт экспериментальной медицины, в задачу которого входила широкая постановка исследований в области биологии и медицины. В августе 1891 г. Виноградский был утвержден заведующим отделом общей микробиологии, а в 1902 г. был назначен директором. За годы работы на этом посту он не только занимался наукой, но и вырастил целое поколение русских микробиологов очень высокой квалификации. Деятельность выдающегося ученого была по достоинству оценена русской и зарубежной научной общественностью. 29 декабря 1899 г. он был избран членом-корреспондентом Российской Академии наук, а в 1902 г. — почетным членом Французской Академии.

В 1898 г. Виноградский тяжело заболел нефритом, был вынужден покинуть холодный Петербург и поселился в своем имении на Украине. В 1905 г. он подал прошение в Институт экспериментальной медицины об увольнении с должности директора, но продолжал оставаться действительным членом института. С января 1912 г. Виноградский официально оставил службу в институте и до 1917 г. жил на Украине. В 1917 г. его имение оказалось на оккупированной немцами территории, и отставной профессор стал испытывать серьезную нужду в деньгах. В 1922 г. уехав в Югославию, он получил приглашение от Э.Ру, директора Института Пастера, занять должность заведующего агробактериологическим отделом. Ученый вновь вернулся к активной работе.

Виноградский прожил во Франции до конца своих дней, однако не прерывал связей с Россией, вел активную переписку со многими русскими учеными. Проживая вдали от России, он продолжал оставаться русским. Сергей Николаевич Виноградский умер 24 февраля 1953 года в Париже.

Читайте также: