«Микробиология» к.б.н., доцент Сивцова А.М. Дисциплина «Микробиология» входит в федеральный компонент дисциплин предметной подготовки (ДПП) специальности «05-1-2. 65 - Биология». Общий объем на дисциплину составляет 120 часов. Она изучается на 3 курсе в 5 семестре. Лекционный курс рассчитан на 18 часов, лабораторный курс - на 36 часов. На СРС отведено 60 часов, на КСР - 6 часов. Изучение дисциплины завершается зачетом в 5 семестре. Особенностью дисциплины является то, что по ней выполняется выпускная квалификационная работа, значительная часть вопросов выносится на междисциплинарный государственный экзамен. Современная микробиология занимает одно из первых мест среди фундаментальных биологических дисциплин благодаря научным достижениям последних лет и ее практической значимости для человека. Основные открытия в 20 веке в области молекулярной биологии и генетики были сделаны впервые при изучении бактерий и вирусов. Дальнейшие исследования показали единство основных процессов жизнедеятельности на молекулярном уровне во всем живом мире. В связи с этим микробиология сразу выделилась в одну из центральных наук в современной биологии. Ее углубленное изучение стало необходимо в современном биологическом образовании. С практической точки зрения современная микробиология представляет собой науку крайне важную для решения продовольственных и энергетических проблем, а также для охраны окружающей среды и здоровья человека. В перспективе ожидается бурное развитие микробиологии в связи с разработкой новых сравнительно простых биотехнологических производств на базе микроорганизмов. Поэтому пришло время для расширения материала по микробиологии как в курсе биологии для средних школ, так и для институтов, готовящих будущих учителей. Настоящая программа составлена с учетом современных воззрений на некоторые проблемы микробиологии, которые появились в связи с открытием в 80-ых годах особой группы прокариот - архей. Это открытие перевернуло не только представление о филогении прокариот, но и взгляды на происхождение эукариот.Рекомендуемая литература:Основная: 1. Гусев М.В. Микробиология: Учебник для студ. Биол. Специальностей вузов/М.В.Гусев, Л.А.Минеева. - 4-е изд., стер. - М.: Издательский центр «Академия»,2003. 2. Теппер Е.З., Шильникова В.К., Переверзева Г.И. Практикум по микробиологии. - М.:Дрофа, 2005. Дополнительная: Лукомская К.А. Микробиология с основами вирусологии : Учебное пособие для пед. Инс-тов.-М.:Просвещение, 1987. Васильева З.В. и др. Лабораторные работы по микробиологии. –М.: Просвещение, 1979. Асонов Н.Р. Практикум по микробиологии. – М.: Агропромиздат, 1988. Елинов Н.П. и др. Руководство к лабораторным занятиям. – М.: Медицина, 1988. Аникеев В.В., Лукомская К.А. Руководство к практическим занятиям по микробиологии.- М.: Просвещение, 1983. Ланчини Д., Паренти Ф. Антибиотики.-М.: Мир, 1985. Пильщикова Н.В. Физиология растений с основами микробиологию - М.: Мир, 2004. Промышленная микробиология: Учебное пособие для вузов /под редак. Н.С. Егорова. - М.:Высш.шк.,1989. - 688 с. Стент Г. Молекулярная биология вирусов и бактерий (пер.с англ. М. И. Верховцевой, Л. Р. Гольдиной). - М.: Мир, 1965. Фримель Х., Брок И. Основы иммунологии. Пер. с нем. – М.: Мир, 1986. Голубев Д. Б., Солоухин В. В. Размышления о вирусах. – М.: Молодая гвардия, 1989. Зуев В. А. Третий мир. – М.: Знание, 1985. Громов Б. В. Микроорганизмы – паразиты водорослей. Л.: ЛГУ, 1986. Берри Д. Биология дрожжей. – М.: Мир, 1985. Егоров Н.С. Основы учения об антибиотиках. - М.: Изд-во МГУ, 1994. Елинов Н. П. Химическая микробиология: Уч. пос. для студ. – М.: Высшая школа, 1989. Майер В., Кенда М. Невидимый мир вирусов. – М.: Мир, 1981. Малашенко Ю. Р. и др. Метаноокисляющие микроорганизмы. – М.: Наука, 1978. Метаболизм микроорганизмов \ Ред. Н.С. Егоров. - М.: Изд-во МГУ, 1986. Практикум по общей вирусологии: Уч. пособие (под ред. И. Т. Атабекова. – М.: МГУ, 1982. Реннеберг Р., Реннеберг Н. От пекарни до биофабрики. – М.: Мир, 1991. Роуз Э. Химическая микробиология. - М.: Мир, 1971. Руководство к практическим занятиям по микробиологии.(под ред. Н.Р.Егорова). - М.: МГУ, 1983. Румянцев С.Н. Микробы, эволюция, иммунитет. – Л.: Наука, 1984. Самсонов А.С. Микробы против микробов. - Минск.: Наука и техника, 1985. Фробишер М. Основы микробиологии. – М.: Мир, 1965. Шлегель Г. Общая микробиология. - М.: Мир, 1972. Шлегель Г. Общая микробиология. - М.: Мир, 1987. Горманов Н.И. Микробиология. Пособие для учителя. – М.: Просвещение, 1967. 29. Жарикова Г.Г. Микробиология продовольственных товаров. - М.:Академия,2005. 30. Экология микроорганизмов: Учебник для студ. вуз./ А.Н.Нетрусов, Е.А.Бонч-Осмоловская и др.; под редак. А. И. Нетрусова. - М.:Академия,2004. Тематика рефератов.1. Открытие А.ван Левенгуком микромира.2. Развитие представлений о природе процессов брожения и гниения.3. Формирование представлений о микробной природе инфекционных заболеваний.4.Научная деятельность Л.Пастера.5. Научная деятельность Р.Коха.6. Родоначальник русской микробиологии - Л.С.Ценковский.7. Жизнь и научная деятельность И.И.Мечникова.8. Жизнь и научная деятельность С.Н.Виноградского.9. Жизнь и научная деятельность Н.Ф. Гамалея.10.Научная деятельность М. Бейерника.11.Вклад П Эрлиха в развитие микробиологии.12.Работы отечественных микробиологов: Н.В.Циклинской, Г.А. Надсона, Н.А.Красильнокова, Е.Л. Шапошникова, Е.Н.Кондратьева, З.Е. Ермольевой и др.13.Развитие микробиологии в ХХ веке.14.Перспективы развития микробиологии в ХХI веке.15. Проблема происхождения и эволюции жизни. Молекулярный кислород как фактор эволюции.16. Архебактерии.17. Вирусы - возбудители заболеваний человека, растений и животных.18. Бактериофаги.19. Вирусные инфекционные заболевания: СПИД и др.20.Патогенные микроорганизмы и иммунитет.21. Стафилококковые инфекции.22. Фитопатогенные микроорганизмы.23. Клубеньковые бактерии.24. Микрофлоры кишечника человека. Дисбактериоз.25. Патогенные микроорганизмы - возбудители различных заболеваний.Перечень вопросов к зачету (экзамену). Предмет и методы микробиологии. Роль микроорганизмов в природе и жизни человека. Форма прокариот. Строение и функции клеточных стенок у грамотрицательных бактерий. Особенности строения клеточной стенки грамположительных бактерий. Клеточные стенки архей. Прокариоты без клеточных стенок. Строение жгутика. Отличия бактериального жгутика от жгутика прокариот. Механизм движения прокариот. Цитоплазматическая мембрана, особенности её состава, структуры и функции у бактерий. Мембраны архей. Цитоплазма бактериальной клетки. Внутриплазматические включения - запасные вещества. Внутрицитоплазматические мембраны прокариот. Рост и способы размножения микроорганизмов. Рост популяции в периодической и непрерывной культурах. Морфологически дифференцированные клетки. Покоящиеся клетки. Правила номенклатуры и идентификации микроорганизмов. Классификация бактерий. Основные группы архей. Потребности прокариот в питательных элементах и микроэлементах. Механизм поступления питательных веществ в клетку бактерий. Типы питания бактерий. Пути сбраживания углеводов: гликолиз. Химизм. Значение. Пути сбраживания углеводов: Путь Энтнера- Дудорова. Химизм. Значение. Молочнокислое гомо- и гетероферментативное брожения. Характеристика микроорганизмов, вызывающих брожение. Пропионовокислое брожение. Характеристика микроорганизмов, вызывающих брожение. Маслянокислое брожение. Характеристика микроорганизмов, вызывающих брожение. Спиртовое брожение. Характеристика микроорганизмов, вызывающих брожение. Цикл трикарбоновых кислот. Химизм. Значение. Характеристика микроорганизмов, осуществляющих аэробное неполное окисление субстрата - уксуснокислые бактерии. Характеристика микроорганизмов, восстанавливающих нитраты и другие соединения азота. Характеристика сульфатвосстанавливающих и серовосстанавливающих бактерий. Особенности фотосинтеза прокариот. Характеристика азотофиксаторов. Влияние температуры на микроорганизмы. Влияние давления, высушивание, рН среды на микроорганизмы. Влияние различных излучений на микроорганизмы. Участие микроорганизмов в биогеохимических циклах соединений углерода, азота, серы и др. Значение микроорганизмов в геологических процессах. Микрофлора почвы. Микрофлора воды. Микрофлора атмосферы. Взаимосвязь микроорганизмов с растениями. Взаимосвязь микроорганизмов с животными. Патогенные микроорганизмы.Методика проведения контрольных мероприятий Дисциплина «Микробиология» изучается в 5 семестре. В 5 семестре сдается зачет. В ходе изучения данной дисциплины студент должен осваивать теоретический материал, выполнить лабораторный практикум и все виды самостоятельной работы. По каждому разделу дисциплины предусмотрен промежуточный контроль (тестирование, собеседование, контрольная работа, коллоквиумы), они оцениваются преподавателем и учитываются им при допуске к зачету. Контрольные работы (срезовые) проводятся один раз в семестр. Обычно они включают материал нескольких разделов. На подготовку к контрольной работе дается неделя. На лабораторных занятиях обсуждается тематика вопросов и литература. Контрольная работа проводится на занятиях в течение 80 минут. Студенты получают вопросы по вариантам. Контрольная работа может также быть проверочной, по одной теме. В таком случае в начале лабораторного занятия или лекции дается 5 -10 минутная мини-контрольная. Она предполагает краткий ответ. Это может быть составление схемы, написание формулы, определения и т.п. Тесты разработаны по каждому разделу дисциплины. В конце изучения раздела проводится тестирование. Студенты заранее оповещаются о тестировании. Мероприятие может проходить в компьютерном классе в учебное время или же во внеаудиторное время. Тесты имеются и на бумажном носителе. В таком случае каждый студент получает свой вариант и отмечает ответы. В течение семестра проводится 2 коллоквиума по двум разделам: «Метаболизм прокариот» и «Структурная организация прокариотной клетки». График проведения коллоквиумов и вопросы к нему выдаются студентам в начале семестра. Коллоквиум проводиться во время, отведенное на СРС. Форма проведения мероприятия - собеседование со студентом по всем вопросам. При этом остальные студенты также принимают участие в обсуждении.Материалы к зачету.Зачет проводится в 5 семестре на ОДО. Предмет и методы микробиологии. Роль микроорганизмов в природе и жизни человека. Форма прокариот. Строение и функции клеточных стенок у грамотрицательных бактерий. Особенности строения клеточной стенки грамположительных бактерий. Клеточные стенки архей. Прокариоты без клеточных стенок. Строение жгутика. Отличия бактериального жгутика от жгутика прокариот. Механизм движения прокариот. Цитоплазматическая мембрана, особенности её состава, структуры и функции у бактерий. Мембраны архей. Цитоплазма бактериальной клетки. Внутриплазматические включения - запасные вещества. Внутрицитоплазматические мембраны прокариот. Рост и способы размножения микроорганизмов. Рост популяции в периодической и непрерывной культурах. Морфологически дифференцированные клетки. Покоящиеся клетки. Правила номенклатуры и идентификации микроорганизмов. Классификация бактерий. Основные группы архей. Потребности прокариот в питательных элементах и микроэлементах. Механизм поступления питательных веществ в клетку бактерий. Типы питания бактерий. Пути сбраживания углеводов: гликолиз. Химизм. Значение. Пути сбраживания углеводов: Путь Энтнера- Дудорова. Химизм. Значение. Молочнокислое гомо- и гетероферментативное брожения. Характеристика микроорганизмов, вызывающих брожение. Пропионовокислое брожение. Характеристика микроорганизмов, вызывающих брожение. Маслянокислое брожение. Характеристика микроорганизмов, вызывающих брожение. Спиртовое брожение. Характеристика микроорганизмов, вызывающих брожение. Цикл трикарбоновых кислот. Химизм. Значение. Характеристика микроорганизмов, осуществляющих аэробное неполное окисление субстрата - уксуснокислые бактерии. Характеристика микроорганизмов, восстанавливающих нитраты и другие соединения азота. Характеристика сульфатвосстанавливающих и серовосстанавливающих бактерий. Особенности фотосинтеза прокариот. Характеристика азотофиксаторов. Влияние температуры на микроорганизмы. Влияние давления, высушивание, рН среды на микроорганизмы. Влияние различных излучений на микроорганизмы. Участие микроорганизмов в биогеохимических циклах соединений углерода, азота, серы и др. Значение микроорганизмов в геологических процессах. Микрофлора почвы. Микрофлора воды. Микрофлора атмосферы. Взаимосвязь микроорганизмов с растениями. Взаимосвязь микроорганизмов с животными. Патогенные микроорганизмы.Рефераты.Тематика рефератов (докладов, сообщений или презентаций):1. Открытие А.ван Левенгуком микромира.2. Развитие представлений о природе процессов брожения и гниения.3. Формирование представлений о микробной природе инфекционных заболеваний.4.Научная деятельность Л.Пастера.5. Научная деятельность Р.Коха.6. Родоначальник русской микробиологии - Л.С.Ценковский.7. Жизнь и научная деятельность И.И.Мечникова.8. Жизнь и научная деятельность С.Н.Виноградского.9. Жизнь и научная деятельность Н.Ф. Гамалея.10.Научная деятельность М. Бейерника.11.Вклад П Эрлиха в развитие микробиологии.12.Работы отечественных микробиологов: Н.В.Циклинской, Г.А. Надсона, Н.А.Красильнокова, Е.Л. Шапошникова, Е.Н.Кондратьева, З.Е. Ермольевой и др.13.Развитие микробиологии в ХХ веке.14.Перспективы развития микробиологии в ХХI веке.15. Проблема происхождения и эволюции жизни. Молекулярный кислород как фактор эволюции.16. Архебактерии.17. Вирусы - возбудители заболеваний человека, растений и животных.18. Бактериофаги.19. Вирусные инфекционные заболевания: СПИД и др.20.Патогенные микроорганизмы и иммунитет.21. Стафилококковые инфекции.22. Фитопатогенные микроорганизмы.23. Клубеньковые бактерии.24. Микрофлоры кишечника человека. Дисбактериоз.25. Патогенные микроорганизмы - возбудители различных заболеваний.Примерные темы ВКР. 1.Изучение заболеваемости фитофторозом сортов картофеля в условиях Тобольского района.Исследование бактериозов сортов картофеля в условиях юга Тюменской области.Исследование вирусных и микоплазменных болезней сортов картофеля в условиях юга Тюменской области.Исследование препаратов, снижающих инфекционные заболевания овощных растений.Анализ заболеваемости овощных культур, выращенных в условиях агробиостанции.Изучение болезней злаковых культур Тобольского района.Изучения влияния заболеваемости с\х культур на их продуктивность.Инфекционные заболевания плодово-кустарниковых культур в условиях агробиостанции.Анализ инфекционных заболеваний школьников разных возрастных групп.Анализ вирусных заболеваний населения города.Сравнительный анализ инфекционных заболеваний различных учебных заведений.Сравнение сезонной эпидемической обстановки города и села.Изучение зараженности семенного материала злаковых культур на продуктивность.Влияние фунгицидов на посевные свойства семян и рост проростков сортов пшеницы.Исследование влияния протравителей на посевные свойства семян и рост проростков сортов ячменя.Изучение действия фунгицидов на прорастание семян и рост проростков сортов овса. ^ ГРАФИК КОНТРОЛЯ ЗА САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТОЙ СТУДЕНТОВ ПО ДИСЦИПЛИНЕ «Микробиология» 1 семестр, 2008-2009 учебный год . Преподаватель: к.б.н.,доцент Сивцова А.М. Месяц I неделя II неделя III неделя IV неделя Сентябрь 1. Изучение дополнительной литературы, написание рефератов, докладов.2. Изучение вопросов, вынесенных на СРС: 1).Методы классической микробиологии: микроскопия, методы стерилизации, методы получения чистых культур и культивирование микроорганизмов на питательных средах, методы хранения микроорганизмов. 2).Участие микроорганизмов в минерализации органических веществ, регуляции газового состава атмосферы, в очистке окружающей среды от токсических веществ, в поддержании плодородия почвы, в образовании полезных ископаемых, в получении кормовых и пищевых продуктов, топлива, химических реактивов и лекарственных препаратов.3). Решение глобальных проблем по стабилизации бактериями газового состава атмосферы Земли, охрана окружающей среды, непосредственное участие в решении продовольственных, медицинских и энергетических проблем человечества. Изучение вопросов, вынесенных на СРС:Гликокаликс. Бактериальные лектины.Клеточные выросты: простеки, гифы, шипы.Внутирицитоплазматические включения. Подготовка к коллоквиуму Коллоквиум «Структурная организация прокариотной клетки» Октябрь 1. Составление схем, рисунков По учебнику (Гусев М. В. Микробиология. - М.: Издательский центр «Академия»,2003. - с. 57 - 61) сделать рисунки и схемы: Репликация кольцевой бактериальной хромосомы в двух направлениях. Механизм распределения бактериальных хромосом. Модель организации нуклеотида E. coli. Способы деления и синтез клеточной стенки у прокариот. Изучение дополнительной литературы:Изучить методы культивирования и устройство ферментера. Изучение вопросов, вынесенных на СРС: Составить конспекты: Клеточные циклы бактерий. Клеточная диссоциация. Экзоспоры, цисты, миксоспоры, акинеты. Образование специализированных клеток (гетероцисты цианобактерий). Составление схем, рисунков, таблиц. Составить таблицу: - Деление царства Prokaryotae на высшие таксоны. Составить схему: - Пути клеточной эволюции. 2.Изучение дополнительной литературы:-Цитофаги-флавобактерии. -Термотогалес. -Дейнококкус-Термус. -Планктомицес-Пирелла3.Составление конспектов. -Цианобактерии. - Зеленые серные бактерии. - Зеленые несерные (нитчатые) бактерии. Ноябрь 1Изучение вопросов вынесенных на СРС.- Эндо- и экзоцитоз у прокариот.- Прототрофы и ауксотрофы.- Миксотрофы.2. Составление опорных конспектов. 3. Подготовка к срезовой контрольной работе 1.Изучение литературы, написание рефератов, докладов:1. Развитие представлений о природе процессов брожения и гниения.2. Вклад Л.Пастера в изучение природы процесса брожения.2.Составление схем, рисунков. -Схема гликолиза. -Схема цикла Кребса. -Схема пути Энтнера- Дудорова. -Схема ПФП. Подготовка к тестированию. Декабрь 1. Изучение литературы, написание рефератов, докладов: -Свободноживущие и симбиотические азотфиксаторы. -Использование световой энергии галобактериями. -Фотосинтезирующие прокариоты. -Молекулярный кислород как фактор эволюции. 2.Составление схем, рисунков: - Цикл Кальвина - рибулозобифосфатный цикл. -Электронных переходов между энергетическими уровнями молекулы хлорофилла при поглощении и испускании света. -Миграция энергии света у зеленой бактерии. -Организация фотосинтетического аппарата разных групп эубактерий.3. Подготовка к тестированию.4.Подготовка к коллоквиуму«Биосинтетические процессы» 1. Составление схем: -Биологические эффекты, вызываемые излучением разной длины волна. -Температурные границы и оптимальные зоны роста прокариот и основанная на этом их классификация. -Границы и оптимальные зоны роста прокариот в зависимости от рН и основанная на этом их классификация.2. Подготовка к тестированию 1. Составление схем, таблиц. -Сравнительная характеристика вирусов с другими организмами. -Схема строения вируса табачной мозаики. -Цикл репродукции вирусов.2. Подготовка рефератов. 1. Подготовка конспектов по вопросам, вынесенным на СРС:-Гипотезы о происхождении жизни. -Современные представления об эволюции биосферы. -Теория симбиогенеза. -Возможность существования жизни вне Земли.2. Составление схем.-Схема прибора С. Миллера.-Схема опыта Л. Пастера.-Синтез и гидролиз крахмала в коацерватной капле.3. Подготовка к тестированию. Консультации, отработка пропущенных занятий - в понедельник - 14.50 (ауд.37или ауд.7)