ДДС.Ф.2 Микробиология

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Кемеровский государственный университет»
Новокузнецкий институт (филиал)
Естественно-географический факультет
Рабочая программа дисциплины
ДДС.Ф.2 Микробиология
Специальность подготовки:
050103 География с дополнительной специальностью биология
Направленность (специализация) подготовки:
Степень (квалификация) выпускника:
Специалист
Форма обучения:
Очная
Новокузнецк 2014
1
Рабочая программа
Выписка из ГОС ВПО
Индекс
по ГОС
ВПО
ДДС.Ф.2
Наименование дисциплины и ее содержание
Трудоемко
сть по
ГОС ВПО
Микробиология
Специфичность прокариотной клетки и методов ее изучения.
Деление, размножение, культивирование микроорганизмов.
Систематика: группы архей и группы бактерий. Типы питания
бактерий. Метаболизм. Способы обеспечения энергией брожение, аэробное дыхание, анаэробное дыхание,
фотосинтез, хемосинтез. Биосинтетические процессы:
ассимиляция СО2 автотрофами и гетеротрофами. Циклы
рибулезобифосфатный и трикарбоновых кислот – источники
метаболитов. Азотный обмен. Синтез биополимеров. Влияние
факторов внешней среды. Биогеохимическая деятельность
микроорганизмов:
рудообразование,
почвообразование,
формирование состава атмосферы. Взаимодействие с
растениями, животными, человеком. Вирусы. Бактериофаги.
Микроорганизмы и эволюционный процесс. Решение проблем
продовольствия, энергетики, здравоохранения и охраны
окружающей среды современными биотехнологическими
производствами на базе микроорганизмов.
60
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Программа курса "Микробиология" составлена с учетом требований к
содержанию и уровню подготовки специалиста квалификации "учитель
географии с дополнительной специальностью биология".
Микроорганизмы занимают важное место в системе живой природы и
являются непременным участником происходящих в ней процессов. Знание
основ цитологии, биохимии, генетики и экологии микроорганизмов абсолютно
необходимо
для
выработки
у
будущего
преподавателя
научного
биологического мировоззрения и понимания основных законов развития
биосферы. Без этого невозможно изучение круговорота и энергии в биосфере,
изучение биологических циклов ряда важнейших элементов: углерода, азота,
серы,
фосфора
и
других.
Познание
основных
вопросов
генетики
микроорганизмов необходимо для понимания основ общей генетики, процессов
биосинтеза белка, мутаций и генетических рекомбинаций, а также основных
принципов молекулярной биологии и генетической инженерии. Знание основ
2
микробиологии
необходимо
для
рационального
подхода
к
проблемам
профилактики инфекционных заболеваний человека, животных и растений, без
чего невозможно преподавание курса биологии.
1. Цели и задачи дисциплины
Цель курса: изучить основные закономерности жизни и развития,
разнообразие, основы генетики микроорганизмов, их роль в природе и
практике, как научную базу для осуществления процесса обучения биологии в
учреждениях среднего общего полного образования.
Изучение курса «Микробиология» помогает решению следующих
типовых задач:
1. получение студентами более углубленных профессиональных знаний,
умений и навыков в области биологии;
2. освоение методов постановки экспериментов, как в лабораторных
условиях, так и в живой природе;
3. осуществление процесса обучения биологии в соответствии с
образовательной программой;
4. использование современных научно обоснованных приемов, методов и
средств обучения биологии, в том числе технических средств обучения,
информационных и компьютерных технологий;
5. реализация личностно-ориентированного подхода к образованию и
развитию обучающихся с целью создания мотивации к обучению.
В курсе микробиологии решаются следующие задачи:
1. изучить строение, разнообразие, основы физиологии и генетики
микроорганизмов;
2. овладеть
методикой
микроскопического
исследования
микроорганизмов и техникой их культивирования;
3. сформировать умения применять полученные знания к различным
областям школьного курса биологии;
2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины
• Студент, изучивший микробиологию должен знать морфологию,
физиологию и генетику прокариот (бактерий) и эукариот (мицелиальные
грибы и дрожжи); общий план строения вирусов и их значение; условия
роста и культивирования микроорганизмов и действие экологических
факторов на них; основные микробиологические понятия; важнейшие
биохимические процессы жизнедеятельности микроорганизмов; основы
санитарно-гигиенического контроля;
• Должен владеть техникой микроскопирования и приготовления
микроскопических препаратов;
3
• Студент, изучивший микробиологию должен уметь культивировать
микроорганизмы, применять методы микробиологического контроля
воздуха, воды и пищевых продуктов.
3. Объем дисциплины и виды учебной работы
Вид учебной работы
Объем (количество часов)
Аудиторные занятия
30
Лекции
20
Практические занятия (семинары)
10
Лабораторные работы
Самостоятельная работа
30
Курсовые работы
Общая трудоемкость
60
4. Семестры и вид отчетности по дисциплине
Семестр
III
Форма итогового контроля
экзамен
5. Содержание дисциплины
5.1. Разделы, темы дисциплины и формы учебной работы
№
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Разделы, темы
Предмет и методы
микробиологии
Краткий исторический
очерк о микробиологии
Структурная организация
прокариот
Современная
классификация прокариот
Рост и культивирование
микроорганизмов
Генетика прокариот
Питание прокариот
2
Практич
еские
занятия
(кол-во
час.)
-
Самосто
ятельна
я работа
(кол-во
час.)
2
2
-
2
2
2
4
2
-
2
2
2
4
2
2
2
2
4
Лекции
(кол-во
час.)
4
Метаболизм прокариот
Трансформация элементов
с участием
микроорганизмов.
Круговорот веществ в
природе.
10. Микрофлора воздуха, воды
и почвы.
Итого:
8.
9.
2
2
2
-
4
2
2
2
2
20
10
30
5.2. Тематическое планирование
№
Раздел ГОС
1 Специфичность
прокариотной
клетки и
методов ее
изучения.
2 Систематика:
группы архей и
группы
бактерий.
3 Деление,
размножение,
культивирован
ие
микроорганизм
ов.
4 Генетика
прокариот
5 Типы питания
бактерий.
Метаболизм.
Способы
обеспечения
энергией брожение,
аэробное
дыхание,
Лекции
1.Предмет
и
методы
микробиологии
2.Краткий
исторический
очерк о микробиологии
3.Структурная организация
прокариот
4.Современная
классификация прокариот
5.Рост и культивирование
микроорганизмов
(колво
час.)
2
2
Практические
занятия
-
(колво
час.)
-
1. Общие правила
работы по
микробиологии
2
2
1. Методика
приготовления
микробиологических
препаратов
2
6.Генетика прокариот
2
-
7.Питание прокариот
8.Метаболизм прокариот
2
2
1.Микробиологически
й анализ пищевых
продуктов
2
2
2
5
анаэробное
дыхание,
фотосинтез,
хемосинтез.
6 Циклы
рибулезобифос
фатный и
трикарбоновых
кислот –
источники
метаболитов.
Азотный
обмен. Синтез
биополимеров.
7 Биогеохимичес
кая
деятельность
микроорганизм
ов:
рудообразовани
е,
почвообразован
ие,
формирование
состава
атмосферы.
9.Трансформация элементов с
участием микроорганизмов.
Круговорот веществ в
природе.
2
-
10.Микрофлора воздуха,
воды и почвы.
2
1. Анализ
микрофлоры воздуха,
воды и почвы
2
5.3. Содержание дисциплины
№
п/п
1
2
3
Тема и ее содержание
ПРЕДМЕТ И ЗАДАЧИ МИКРОБИОЛОГИИ, ОСНОВНЫЕ
ЭТАПЫ ЕЁ РАЗВИТИЯ.
Предмет и задачи микробиологии, ее основные разделы.
Основные этапы развития микробиологии. Работы А. Левенгука,
Л. Пастера, И. Мечникова, Р. Коха, С. Виноградского, Д.
Ивановского и др. учёных.
ПОЛОЖЕНИЕ МИКРООРГАНИЗМОВ В ЖИВОЙ ПРИРОДЕ.
Прокариотные и эукариотные
микроорганизмы.Микроскопические эукариоты: простейшие ,
водоросли, грибы, слизевики. Прокариотные микроорганизмы :
бактерии и цианобактерии, их основные отличия.
СТРОЕНИЕ БАКТЕРИЙ. ФОРМА И РАЗМЕРЫ БАКТЕРИЙ.
Кол-во
часов
2
2
2
6
4
5
6
7
8
9
Клеточная стенка, капсулы и чехлы, цитоплазматическая
мембрана и ее производные, рибосомы, ядерный аппарат
бактерий, жгутики и ворсинки, споры и цисты бактерий.
ОСНОВНЫЕ ГРУППЫ БАКТЕРИЙ. ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ
КЛАССИФИКАЦИИ БАКТЕРИЙ.
Грамположительные
и
грамотрицательные
бактерии,
микоплазмы, архебактерии. Фотосинтезирующие бактерии,
цианобактерии. Бактерии индифферентные к свету: скользящие
бактерии, чехольчатые бактерии, спирохеты, спиральные и
изогнутые бактерии, спирохеты, грамотрицательные аэробные,
факультативно анаэробные и анаэробные палочки и кокки,
грамположительные споровые и неспорообразующие бактерии,
актиномицеты и сходные с ними бактерии, риккетсии,
микоплазмы.
ПИТАНИЕ И РАЗМНОЖЕНИЕ БАКТЕРИЙ.
Типы питания:
аутотрофы и гетеротрофы. Разновидности
аутотрофного питания.
Механизм питания у бактерий.
Питательные среды
и их конструирование. Размножение
бактерий: деление нуклеоидов и бактериальных клеток.
Периодические культуры и закономерности их развития.
Глубинное и непрерывное культивирование.
ОБМЕН ВЕЩЕСТВ У БАКТЕРИЙ.
Энергетический и конструктивный обмен, их взаимосвязь.
Основные пути анаэробного расщепления углеводов: гликолиз,
гексозомонофосфатный путь, путь Этнера-Дудорова. Брожение
и дыхание. Цикл трикарбоновых кислот, дыхательная цепь и
перенос электронов. Генетический код и его особенности.
Транскрипция и трансляция. Особенности транскрипции и
трансляции у бактерий. Регуляция биосинтеза белка на уровне
транскрипции.
ФАГИ И ВИРУСЫ.
Бактериофаги,
их
строение
и
химический
состав.
Взаимоотношение фага с микробной клеткой. Вирусы животных
и растений, их строение и механизм размножения.
ГЕНЕТИКА БАКТЕРИЙ.
Мутации у бактерий, методы получения мутантов. Генетические
рекомбинации у бактерий:
трансформация, трансдукция,
конъюгация. Значение генетических рекомбинаций.
ПРЕВРАЩЕНИЕ УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩИХ СОЕДИНЕНИЙ.
Понятие о брожениях. Типы брожения : молочнокислое,
спиртовое, пропионовое, маслянокислое, этилено-бутиловое и
другие.
Бактериальное
расщепление
целлюлозы.
Метанообразующие бактерии и их роль в круговороте углерода.
Окисление этанола в уксусную кислоту.
2
2
2
2
2
2
7
10
МИКРОФЛОРА ВОЗДУХА, ВОДЫ И ПОЧВЫ.
Биогеохимическая
деятельность
микроорганизмов:
рудообразование, почвообразование, формирование состава
атмосферы.
№
п/п
Практические занятия
1
2
3
4
5
Общие правила работы по микробиологии. Культивирование
микроорганизмов. Приготовление питательных сред (мясопептонный агар, сусло-агар, кремниевые пластинки и др.).
Методы стерилизации питательных сред, стеклянной посуды и
другого микробиологического оборудования.
Методика приготовления микробиологических препаратов:
прижизненных, фиксированных и препаратов-отпечатков.
Работа с иммерсионной системой микроскопа.
Изучение морфологии бактерий на мазках, приготовленных
из различных настоев (мяса, рыбы, навоза, овощей, фруктов,
грибов, сена и др.).
Анализ микрофлоры воздуха, воды и почвы с последующим
описанием колоний. Описание ассоциаций различных
таксономических
групп
микроорганизмов:
бактерий,
актиномицетов, плесневых грибов и водорослей, развившихся
вокруг почвенного мелкозема.
Выращивание культур микроорганизмов, вызывающих
брожение и неполное окисление субстрата. Спиртовое
брожение, молочнокислое брожение, маслянокислое брожение.
2
Кол-во
часов
2
2
2
2
2
8
6. ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ
№
п/п
1.
2.
3.
4.
Самостоятельная работа студентов
Количество
Формы
часов в
Сроки
Название раздела, темы
Задания, выносимые на
соотв. с
выполнени контроля
самостоятельную работу
тематическ
я
им планом
Превращение углеродсодержащих
4
Спиртовое брожение.
5 неделя
соединений. Понятие о брожениях.
Характеристика микроорганизмов
Устное
Типы брожения : молочнокислое,
– возбудителей спиртового
собеседован
спиртовое, пропионовое,
брожения. Практическое
ие
маслянокислое, этилено-бутиловое
использование спиртового
и другие
брожения.
Экология микроорганизмов.
Формы симбиоза у
4
5 неделя
Устное
микроорганизмов.
собеседован
ие
4
Превращение углеродсодержащих
Молочнокислое брожение.
7 неделя
соединений. Понятие о брожениях.
Характеристика молочнокислых
Типы брожения : молочнокислое,
бактерий. Использование
Проверка
спиртовое, пропионовое,
молочнокислого брожения в
тетрадей.
маслянокислое, этилено-бутиловое и
пищевой промышленности.
другие
4
Превращение углеродсодержащих
Пропионовокислое брожение.
9 неделя
соединений. Понятие о брожениях.
Характеристика
Типы брожения : молочнокислое,
пропионовокислых бактерий.
Реферат
спиртовое, пропионовое,
Практическое использование
маслянокислое, этилено-бутиловое и
пропионовокислого брожения.
другие
9
Превращение углеродсодержащих
соединений. Понятие о брожениях.
Типы брожения : молочнокислое,
5.
спиртовое, пропионовое,
маслянокислое, этилено-бутиловое и
другие
Превращение
углеродсодержащих
6. соединений. Окисление
этанола в уксусную
кислоту.
Экология микроорганизмов.
7.
Санитарная микробиология.
4
4
2
4
8.
Итого
Маслянокислое брожение.
Морфологические и
физиологические особенности
возбудителей.
Образование уксусной
кислоты. Физиологобиохимические
особенности
уксуснокислых бактерий.
Влияние физических и
химических факторов на рост и
развитие микроорганизмов.
Санитарно-показательные
микроорганизмы и предъявляемые
к ним тербования.
Реферат
11 неделя
13 неделя
15 неделя
Устное
собеседован
ие
Реферат
Устное
собеседован
ие
30
10
7. Содержание входного, текущего и итогового контроля
Входной контроль осуществляется на первом занятии с помощью набора
тестовых заданий, позволяющих оценивать общий уровень знаний по
микробиологии.
Материалы, определяющие порядок и содержание проведения
промежуточных и итоговых аттестаций, соответствуют требованиям ГОС,
приказам, распоряжениям и рекомендациям ФАО и учебно-методического
отдела академии.
Контроль знаний студентов проводится по следующей схеме:
- промежуточная аттестация знаний и умений в течение семестра;
- аттестация по итогам семестра в форме экзамена.
Материалы, определяющие порядок и содержание промежуточных и
итоговой аттестаций, включают:
- фонд тестовых заданий по дисциплине;
- перечень тем к экзамену.
Знания и умения студентов при итоговом контроле по дисциплине
оцениваются
на
«отлично»,
«хорошо»,
«удовлетворительно»,
«неудовлетворительно».
Итоговая оценка знаний и умений по дисциплине складывается из трех
частей:
- 20 % оценки текущего контроля;
- 30 % оценка за тестовые задания;
- 50 % оценка за экзамен.
Критерии оценки знаний студентов по дисциплине:
- «отлично» - выставляется студенту, показавшему всесторонние,
систематизированные, глубокие знания учебной программы дисциплины и
умение уверенно применять их на практике при решении конкретных задач;
- «хорошо» - выставляется студенту, показавшему полные знания учебной
программы дисциплины, умение применять их на практике и допустившему
в ответе или в решении задач некоторые неточности;
«удовлетворительно»
выставляется
студенту,
показавшему
фрагментарный, разрозненный характер знаний, при этом он владеет
основными разделами учебной программы, необходимыми для дальнейшего
обучения и может применять полученные знания по образцу в стандартной
ситуации;
- «неудовлетворительно» - выставляется студенту, ответ которого содержит
существенные пробелы в знании основного содержания учебной программы
дисциплины и не умеющего использовать полученные знания при решении
практических задач.
Вопросы к экзамену
1. Предмет, задачи, структура микробиологии. История развития
микробиологии.
2. Положение микроорганизмов в животном мире. Роль микроорганизмов
в природе.
3. Основные принципы систематики бактерий. Таксономические
категории. Критерии вида.
4. Форма, размеры бактерий. Структуры прокариотной клетки.
5. Строение и функции клеточной стенки.
6. Строение и функции цитоплазматической мембраны.
7. Цитоплазма и цитоплазматические включения.
8. Химический состав бактериальной культуры (клетки) и отдельных её
структур.
9. Генетический аппарат (нуклеоид, плазмиды).
10.Репликация хромосом прокариот.
11.Рекомбинации прокариот: трансформация, трансдукция, конъюгация.
12.Капсула, жгутики, фимбрии.
13.Рост и размножение прокариот.
14.Типы питания прокариот.
15.Механизм поступления питательных веществ в клетку.
16.Понятие о вирионе и вирусе, определение. Морфология и структура
вирионов.
17.Микрофлора почвы. Санитарно-показательные микроорганизмы.
18.Микрофлора воздуха. Санитарно-показательные микроорганизмы.
19.Микрофлора воды. Санитарно-показательные микроорганизмы.
20.Фазы взаимодействия фага с бактериальной клеткой. Вирулентные и
умеренные фаги.
21.Репродукция вирусов. Стадии взаимодействия вируса с клеткой
хозяина.
22.Актиномицеты, их общая характеристика.
23.Потребности прокариот в питательных веществах.
24.Биосинтетические процессы в прокариотной клетке.
25.Регуляция клеточного метаболизма у прокариот.
26.Влияние на прокариот температуры окружающей среды.
27.Общая характеристика процессов брожения.
28.Молочнокислое брожение.
29.Спиртовое брожение.
30.Пропионовокислое брожение.
31.Маслянокислое брожение.
32.Пигменты фотосинтезирующих бактерий (хлорофиллы,
фикобилипротеины, каротиноиды).
33.Фиксация микроорганизмами молекулярного азота в симбиозе с
растениями.
34.Дыхательная цепь прокариот.
35.Уксуснокислые бактерии.
36.Аммонифицирующие бактерии.
37.Бактерии целлюлозоразрушители.
38.Денитрифицирующие бактерии. Нитратное дыхание.
12
39.Общая характеристика процессов дыхания бактерий.
40.Роль микроорганизмов в формировании почвы.
8. ЛИТЕРАТУРНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
№
п/п
1.
2.
1.
2.
3.
4.
5.
Наличие
в
библиоте
Год издания
Примечания
ке
(кол-во
экз.)
Наименование
(автор, название)
Основная литература
Гусев М.В., Минеева Л.А. Микробиология.
М., ИЦ «Академия», 2006, 464 с.
Позднев О.К. "Медицинская
микробиология".2006.
Методические пособия, рекомендации
Воробьев А.Л., Быков А.С. "Атлас по
медицинской микробиологии, вирусологии и
иммунологии". 2003
Практикум по микробиологии. Под ред. проф.
Нетрусова А.И.. М., изд-во Академия, 2005. 604 с.
Аникиев В.В., Лукомская К.А. Руководство к
практическим занятиям по микробиологии.
М., Просвещение, 1983. – 128 с.
Васильева З.В., Кириллова Г.А., Лаксина А.С.
Лабораторные работы по микробиологии. М.,
Просвещение, 1979. – 80 с.
Ежов Г.И. Руководство к практическим
занятиям по сельскохозяйственной
микробиологии. М., Высшая школа, 1974. –
288 с.
2006
15
2006
-
2003
-
2005
-
1983
-
1979
-
1974
-
9. ОБЕСПЕЧЕННОСТЬ ДИСЦИПЛИНЫ ОБОРУДОВАНИЕМ
№
п/
п
Наименование
Аудитория № 42
1 Видеопроектор
Кол
-во
Форма
использования
Ответст
вен-ный
Ст. лаб.
1 Демонстрация материалов лекций,
семинарских, практических занятий,
учебных и научных видеоматериалов
13
5 Бинокуляры,
10 Работа на практических занятиях с
микроскопы
микроскопическими объектами
6 Комплект наглядных
2 На лекциях, семинарских,
пособий
практических занятиях
7 Комплект раздаточных 15 На практических занятиях
материалов
8 Фиксированные
15 На практических занятиях
биопрепараты
14