ПРОГРАММА КУРСА «МИКРОБИОЛОГИЯ» Введение Предмет и

ПРОГРАММА КУРСА «МИКРОБИОЛОГИЯ»
Введение
Предмет и задачи микробиологии; ее место и роль в современной биологии.
Значение микробиологии для народного хозяйства и здравоохранения. Связь
микробиологии с другими науками. Вклад микробиологии в развитие генетики,
молекулярной биологии и биотехнологии. Методы микробиологии. Простые и сложные
методы окраски бактериальных клеток и их назначение. Техника и механизм окраски
бактерий по методу Грама. Приготовление препаратов микроорганизов.
Возникновение и развитие микробиологии
Открытие микроорганизмов А. ван Левенгуком. Роль Л. Пастера и Р. Коха в
формировании микробиологии как науки. Значение работМ. Бейеринка, А. Клюйвера, О.
Эвери, К. Мак-Леода, К. Мак-Карти, А. Флеминга, И. И. Мечникова, Л. С. Ценковского,
Н. Ф. Гамалеи, С. Н. Виноградского, В. Л. Омелянского, Д. И. Ивановского.
Основные направления развития современной микробиологии.
Структурная организация бактериальной клетки
Морфология и размеры бактерий.
Анатомия бактериальной клетки (схематическое строение «идеализированной»
бактерии). Роль различных химических соединений в формировании клеточных структур
и функционировании бактерий.
Химический состав, строение и функции клеточной стенки бактерий. Различия
клеточных стенок грамположительных и грамотрицательных бактерий.
Организация и функции поверхностных структур бактериальной клетки (капсулы,
слизистые слои, чехлы, ворсинки). Цитоплазматическая мембрана бактерий: химическая
природа, строение и функции. Транспорт веществ через цитоплазматическую мембрану.
Цитоплазма
бактерий;
химический
состав
и
организация.
Внутрицитоплазматические включения; их природа и значение для клетки. Органеллы
цитоплазмы и их функции. Ядерный аппарат бактериальной клетки: химическая и
структурная организация, функции.
Органеллы движения бактерий. Строение, расположение на клетке и
функционирование бактериальных жгутиков.
Строение, химический состав и свойства бактериальных эндоспор. Практическое
значение спорообразования. Другие покоящиеся формы бактерий.
Микроорганизмы и их классификация
Положение микроорганизмов в системе живого мира. Разнообразие
микроорганизмов и их общность с другими организмами. Прокариотические и
эукариотические микроорганизмы; сходства и основные различия. Систематика и
номенклатура микроорганизмов.
Важнейшие группы бактерий
Принципы классификации бактерий. Характеристика отделов царства
Рrоkаrуоtае.
Фототрофные бактерии: систематика, биологические свойства, распространение в
природе и значение.
Хемолитотрофные бактерии. Механизм окисления неорганических веществ
хемолитотрофными бактериями. Нитрифицирующие бактерии. Процесс нитрификации и
его роль в круговороте азота в природе. Бактерии, окисляющие неорганические
соединения серы. Железобактерии. Водородные бактерии. Карбоксидобактерии.
Миксобактерии.
Риккетсии и их особенности.
Спирохеты.
Псевдомонады; их биохимические особенности и практическое значение.
Свободноживущие и симбиотические азотфиксирующие микроорганизмы; их
характеристика и роль в круговороте азота. Механизмы фиксации молекулярного азота.
Практическое использование азотфиксирующих микроорганизмов.
Группа молочнокислых бактерий; их физиолого-биохимические особенности и
практическое значение. Характеристика патогенных представителей молочнокислых
бактерий.
Энтеробактерии; их систематика, характеристика и значение отдельных
представителей для человека. Бактерии Е.со1i как санитарный показатель загрязнения
внешней среды. Коли-титр и коли-индекс.
Пропионовокислые бактерии; их биологические свойства, значение и
распространение в природе.
Спорообразующие бактерии; их характеристика, практическое значение и
распространение в природе.
Актиномицеты; особенности структурной организации, систематика, физиологобиохимические свойства, роль в природе, практическое использование.
Архебактерии. Отличие архебактерий от эубактерий. Характеристика групп
архебактерий.
Микоплазмы.
Распространенность микроорганизмов в природе. Роль микроорганизмов в
круговороте веществ, в почвообразовательных процессах и плодородии почвы. Значение
микроорганизмов в первичной продукции водоёмов и минерализации органических
веществ. Роль микроорганизмов в переработке отходов и детоксикации веществ.
Культивирование и рост
Классификация питательных сред. Культивирование аэробных и анаэробных
микроорганизмов.
Накопительные культуры; методы их получения. Чистые культуры
микроорганизмов; методы их получения.
Рост и размножение микроорганизмов. Рост клетки и бактериальной популяции.
Основные параметры роста культур: время генерации, удельная скорость роста, выход
биомассы,
экономический
коэффициент.
Периодическое
культивирование
микроорганизмов. Кривая роста, характеристика отдельных фаз. Рост микроорганизмов
при непрерывном культивировании. Методы количественного учета микроорганизмов.
Действие физических и химических факторов
Действие факторов физической природы на жизнедеятельность микроорганизмов.
Питание микроорганизмов. Фототрофы и хемотрофы. Автотрофы и
гетеротрофы. Химические вещества как питательные субстраты. Ферментативное
оснащение микроорганизмов, обеспечивающее утилизацию питательных веществ.
Ауксотрофы и прототрофы. Физиологические группы питания бактерий. Сапрофиты и
паразиты.
Конструктивный и энергетический обмен микроорганизмов.
Метаболизм бактерий. Виды и основные назначения метаболических реакций,
общая характеристика и особенности.
Энергетический метаболизм. Источники энергии у микроорганизмов. Хемосинтез
и фотосинтез. Способы синтеза АТФ у микроорганизмов. Пути катаболизма глюкозы у
микроорганизмов. Энергетический выход различных путей катаболизма глюкозы.
Характеристика типов энергетического метаболизма. Аэробное дыхание – один из типов
энергетического метаболизма. Синтез молекул АТФ в дыхательной цепи.
Анаэробное дыхание. Доноры и акцепторы электронов, используемые разными
микроорганизмами при анаэробном дыхании. Нитратное дыхание. Распространение и
роль денитрифицирующих бактерий в природе. Сульфатное дыхание. Биологические
свойства, распространение и значение сульфатвосстанавливающих бактерий. Карбонатное
дыхание. Брожение. Пути сбраживания углеводов и других соединений. Спиртовое и
маслянокислое брожение; химизм и практическое использование. Молочнокислое гомо- и
гетероферментативное брожения. Пропионовокислое брожение; пути образования
пропионовой кислоты у прокариот. Брожение смешанного типа. Бутандиоловое брожение.
Фотосинтез у бактерий. Строение фотосинтезирующего аппарата бактериальной
клетки. Фотосинтез с выделением и без выделения молекулярного кислорода.
Биосинтез аминокислот бактериями; основные предшественники и пути
биосинтеза. Биосинтез углеводов, нуклеотидов, жирных кислот и фосфолипидов.
Ассимиляция углекислоты автотрофными и гетеротрофными микроорганизмами.
Взаимоотношения микроорганизмов с микро- и макроорганизмами
Формы взаимоотношений между микроорганизмами и факторы их
определяющие. Симбиотические и конкурентные взаимоотношения. Взаимоотношение
микроорганизмов с высшими растениями и животными. Типы взаимоотношений,
примеры. Нормальная микрофлора человека, её представители и значение для организма.
Эпифитная и ризосферная микрофлора растений. Микроорганизмы, патогенные для
высших животных и растений.
Все контрольные задания разделены на 30 вариантов по три задания в каждом
варианте.
Каждому студенту в зависимости от первой буквы его фамилии предлагается на
выбор один из трёх вариантов вышеперечисленных заданий, соответствующих
определённой букве алфавита и равномерно распределённых тройками по всем буквам
алфавита.
Схема распределения заданий к контрольным работам, по которой студенты
самостоятельно выбирают свой вариант.
А……………….............................1,2,3
Б………………………………….4,5,6,
В………………………………….7,8,9,
Г………………………………….10,11,12,
Д………………………………….13,14,15,
Е………………………………….16,17,18,
Ё………………………………….19,20,21,
Ж…………………………….......22,23,24,
З………………………………….25,26,27,
И…………………………………28,29,30,
К………………………………….2,3,4,
Л………………………………….4,5,6,
М…………………………………6,7,8,
Н………………………………….8,9,10,
О………………………………….10,11,12,
П………………………………….12,13,14,
Р………………………………….14,15,16,
С………………………………….16,17,18,
Т………………………………….18,18,20,
У………………………………….20,21,22,
Ф…………………………………22,23,24,
Х………………………………….25,26,27,
Ц………………………………….27,28,29.
Ч………………………………….30,1,2,
Ш...………………………………3,4.5,
Щ………………………………...5,6,7,
Э………………………………….9,10,11
Ю………………………………...13,14,15,
Я………………………………….17,18,19.
Вариант 1
1. Микробиология как наука.
2. Метаболизм микроорганизмов. Способы обеспечения энергией.
3. Археи. Классификация. Особенности строения. Место обитания.
Вариант 2
1. Основные группы бактерий. Общая характеристика.
2. Усвоение соединений азота. Ассимиляционная нитратредукция. Особенности
микроорганизмов.
3. Использование микроорганизмов человеком.
Вариант 3
1. Транспорт питательных веществ в клетку.
2. Приготовление и стерилизация питательных сред.
3. Круговорот азота в природе. Аммонификация и микроорганизмы,
осуществляющие этот процесс. Бактерии, разлагающие мочевину.
Вариант 4
1. Поверхностные структуры бактериальной клетки.
2. Усвоение соединений азота. Ассимиляционная нитратредукция. Особенности
микроорганизмов.
3. Типы взаимоотношений микроорганизмов.
Вариант 5
1. Физиологические группы питания бактерий. Сапрофиты и паразиты.
2. Фотосинтез у бактерий. Строение фотосинтезирующего аппарата
бактериальной клетки. Фотосинтез с выделением и без выделения молекулярного
кислорода.
3. Актиномицеты; особенности структурной организации, роль в природе,
практическое использование.
Вариант 6
1. Строение бактериальной клетки.
2. Брожение. Типы брожения.
3. Взаимоотношения микроорганизмов с растениями.
Вариант 7
1. Прокариоты. Особенности строения.
2. Ассимиляция углекислоты автотрофными и гетеротрофными микроорганизмами.
3. Факторы внешней среды, влияющие на рост и развитие микроорганизмов.
Вариант 8
1. Основные таксономические единицы в классификации микроорганизмов.
2. Рост микроорганизмов в непрерывной культуре.
3. Клубеньковые бактерии, их характеристика и взаимоотношения с растениями.
Вариант 9
1. Строение прокариотной клетки. Строение клеточной стенки Гр+ и Гр- бактерий.
2. Рост микроорганизмов в периодической культуре.
3. Микробиологическое превращение соединений железа. Железобактерии и их
характеристика.
Вариант 10
1. Систематика прокариот. Основы таксономии
2. Аэробное дыхание микроорганизмов.
3. Способы стерилизации.
Вариант 11
1. Споры и спорообразование бактерий.
2. Обеспечение энергией. Субстратное фосфорилирование.
3. Синтез основных биополимеров: нуклеиновых кислот, белков, липидов,
углеводов
Вариант 12
1. Внутренние структуры бактериальной клетки.
2 Фотосинтез. Механизм фотосинтеза у микроорганизмов. Значение фотосинтеза.
3. Решение энергетических проблем с использованием микроорганизмов
Вариант 13
1. Состав микробной клетки. Потребность в питательных веществах.
2. Конструктивный обмен бактерий.
3. Нитрификация, значение в природе. Характеристика микроорганизмов.
Вариант 14
1. Питательные среды для выращивания микроорганизмов. Принцип их
составления.
2. Аэробное дыхание микроорганизмов.
3. Круговорот азота в природе. Аммонификация и микроорганизмы,
осуществляющие этот процесс. Бактерии, разлагающие мочевину.
Вариант 15
1. Типы питания микроорганизмов. Источники углерода и энергии.
2. Денитрификация. Характеристика микроорганизмов.
3. Реакция среды (рН) как основной фактор химического воздействия внешней
среды на микроорганизмы.
Вариант 16
1. Химический состав микроорганизмов.
2. Культивирование микроорганизмов. Способы культивирования.
3. Группы фотосинтезирующих бактерий. Цианобактерии. Пурпурные бактерии.
Зеленые серные бактерии. Особенности строения
Вариант 17
1. Механизмы поступления питательных веществ в клетки микроорганизмов.
2. Способы обеспечения энергией. Анаэробное дыхание. Виды анаэробного
дыхания. Характеристика микрооранизмов.
3. Роль микроорганизме в круговороте веществ в природе.
Вариант 18
1. Отличительные особенности прокариот от эукариот.
2. Дыхание микроорганизмов.
3. Влияние условий внешней среды на микроорганизмы.
Вариант 19
1. Строение жгутика бактерий. Классификация бактерий по расположению и числу
жгутиков на поверхности клетки.
2. Аэробное дыхание микроорганизмов
3. Ростовые вещества, значение для развития микроорганизмов.
Вариант 20
1. Строение и функции цитоплазматической мембраны.
2. Анаэробное дыхание.
3. Питательные среды. Типы питательных сред. Принцип составления питательных
сред.
Вариант 21
1. Окраска микроорганизмов. Простые и сложные методы окраски. Окраска по
Грамму.
2. Окислительное фосфорилирование.
3. Превращение микроорганизмами соединений фосфора.
Вариант 22
1. Строение клеточной стенки бактерий. Отличия структуры и химического состава
клеточной стенки грамположительных и грамотрицательных бактерий.
2. Гетеротрофное питание микроорганизмов.
3. Влияние химических веществ на микроорганизмы.
Вариант 23
1. Строение и функции цитоплазматической мембраны.
2. Источники углерода, водорода и электронов для микроорганизмов.
3. Влияние лучистой энергии на микроорганизмы.
Вариант 24
1. Генетический аппарат микроорганизмов.
2.Брожение. Гомо- и гетероферментативное молочнокислое брожение.
3. Взаимодействие микроорганизмов с животными
Вариант 25
1. Строение и функции цитоплазматической мембраны.
2. Механизм хемосинтеза у микроорганизмов.
3. Микрофлора ризосферы и ее роль в жизни растений. Эпифитная микрофлора.
Вариант 26
1. Роль микроорганизмов в круговороте веществ в природе.
2. Энергетический обмен у микроорганизмов. Аэробные
микроорганизмы.
3. Практическое применение микробиологии.
и
анаэробные
Вариант 27
1. Форма, размеры и структуры прокариотной клетки.
2. Рост, размножение и культивирование микроорганизмов.
3. Синтез основных биополимеров: нуклеиновых кислот, белков, липидов,
углеводов
Вариант 28
1. Основные принципы классификации бактерий.
2. Температура как основной фактор физического воздействия внешней среды,
влияющий на развитие микроорганизмов.
3. Археобактерии. Строение, особенности.
Вариант 29
1. Принципы построения классификации прокариот. Классификация прокариот по
определителю Берджи.
2. Фотосинтез. Механизм фотосинтеза у микроорганизмов. Значение фотосинтеза.
3. Решение проблем продовольствия.
Вариант 30
1. Форма, размеры и структуры прокариотной клетки.
2. Пигменты фотосинтезирующих бактерий.
3. Решение проблем здравоохранения и охраны
использованием микроорганизмов.
окружающей
среды
с
Рекомендуемая литература
Основная:
Микробиология: учебник / Емцев В.Т.-М.: Юрайт, 2012. -445 с.
Госманов Р.Г. Микробиология и иммунология: учебное пособие. /Р.Г.
Госманов, А.И. Ибрагимова А.К. Галиуллин.— 2 е изд., перераб. и доп. — СПб.:
Издательство «Лань», 2013. — 240с. URL: http://e.lanbook.com/view/book/12976/
3.
Госманов Р. Г. Микробиология: учебное пособие / Р.Г. Госманов, А.К.
Галиуллин, А.Х. Волков, А.И. Ибрагимова. — СПб.: Издательство «Лань», 2011. — 496 с.
URL: http://e.lanbook.com/books/element.php?pl1_cid=25&pl1_id=1546
4.
Коротяев А.И. Медицинская микробиология, иммунология и вирусология /
А.И. Коротяев, С.А. Бабичев. - СПб: СпецЛит, 2010. - 772 с.
URL: http://www.biblioclub.ru/index.php?page=book&id=104939
1.
2.
Дополнительная:
1. Практикум по микробиологии: учебное пособие для вузов / Е.З. Теппер, В.К.
Шильникова Г.И. Переверзева;, под. ред. В.К. Шильникова -5 изд. перераб. и доп. –
М.: Дрофа, 2004. – 256 с.
2. Микробиология: учебник / М.В. Гусев, Л.А. Минеева.-4-е изд.. - М.: Издательский
центр «Академия», 2003. - 464с.
3. Колотилова Н.Н. Введение в природоведческую микробиологию / Н.Н. Колотилова,
Г.А. Заварзин – М.:Изд.-во МГУ, 2001.
4. Воробьева Л.И. Промышленная микробиология / Л.И. Воробьева - М.: МГУ, 1989.
5. Кузнецов С.И. Методы изучения водных микроорганизмов / С.И. Кузнецов, Г.А
Дубинина, 1989.
6. Микробиология с основами вирусологии: учебное пособие для пед.институтов /
К.А. Лукомская - М.: Просвещение, 1987.
7. Руководство к практическим занятиям по микробиологии / под. ред. Н.С.Егорова.М.: Изд-во МГУ, 1995.
8. Основы микробиологии и вирусологии: учебное пособие / В.В. Чурикова, Д.П.
Викторов. - Воронеж: Изд-во Воронежского ун-та, 1994.
1.
2.
3.
1.
2.
3.
б) периодические издания:
window.edu.ru/window/catalog?p_mode=1&p_rubr=2.2.74.2.14. "Прикладная биохимия
и микробиология".
http://elibrary.ru/title_about.asp?id=8677 Журнал микробиологии, эпидемиологии и
иммунологии
http://elibrary.ru/contents.asp?titleid=7904 Молекулярная генетика, микробиология, и
вирусология.
в) программное обеспечение и Интернет-ресурсы
window.edu.ru/window/library?p_rid=27012 Микробиология Учебное пособие.
4.www.en.edu.ru/publications/internet/2222?catalogueId=1234 Основы микробиологии и
вирусологии
www.humanities.edu.ru/db/sect/144/394/44 Микробиология
4. 6.www.school.edu.ru/catalog.asp?cat_ob_no=5&ob_no=40821&oll.ob_no_to=
Учебное
пособие по микробиологии.
5. Molbiol.ru: материалы по микробиологии
6. http://elibrary.ru/title_about.asp?id=7955 Прикладная биохимия и микробиология
7. www.school.edu.ru/ Учебное пособие по микробиологии.