Document 2383085

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ –
МСХА имени К.А. ТИМИРЯЗЕВА»
(ФГБОУ ВО РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева)
Факультет почвоведения, агрохимии и экологии
Кафедра микробиологии и иммунологии
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
«Микробиологический контроль объектов окружающей среды»
для подготовки бакалавров по профилю
«Землеустройство»
ФГОС ВО
Направление 21.03.02. «Землеустройство и кадастры»
Курс 2
Семестр 4
Москва, 2015
Составители: Карепина Т. А., к. б. н., доцент, Снегирев Д. В. ассистент.
«__» ________ 2015г.
Рабочая программа предназначена для преподавания дисциплины блока
Б 1. В. ДВ. 5.1. студентам очной формы обучения.
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВО по направлению подготовки 21.03.02. «Землеустройство и кадастры», утверждённого приказом Министерства образования и науки Российской Федерации от «1» октября 2015 г. № 1084 и зарегистрированного в Минюсте РФ 21 октября 2015 г. №
39407.
Программа обсуждена на заседании кафедры микробиологии и иммунологии
Зав. кафедрой Селицкая О. В., к. б. н., доцент
)
«___» __________2015 г.
Рецензент: Савич В. И., д. с.-х.н., профессор
Согласовано:
Начальник методического отдела УМУ
_____________
______________Н. Г. Романова
2
Декан факультета почвоведения, агрохимии и экологии
Наумов В.Д., профессор
«__» _________ 2015 г.
Председатель учебно-методической комиссии
факультета почвоведения, агрохимии и экологии
Бочкарев А.В.
«__» ________ 2015 г.
Заведующий выпускающей кафедрой
Дубенок Н.Н., академик РАН, профессор
«__» _________ 2015 г.
Отдел комплектования ЦНБ
_______________Е. А. Комарова
Копия электронного варианта получена:
Начальник отдела поддержки
дистанционного обучения УИТ
______________ К. И Ханжиян
3
Содержание
АННОТАЦИЯ ........................................................................................................ 5
1. ЦЕЛИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ .......................................................... 5
2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ.............................. 5
3. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ ................................... 6
3.1 РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ТРУДОЁМКОСТИ ДИСЦИПЛИНЫ ПО ВИДАМ РАБОТ ................ 6
3.2 СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ ............................................................................ 8
3.4 ПЕРЕЧЕНЬ ВОПРОСОВ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ .. 17
3.5 КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ К ТЕСТОВЫМ ЗАДАНИЯМ И КОЛЛОКВИУМАМ, ТЕМЫ
РЕФЕРАТОВ. .......................................................................................................... 18
4. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ .................................................... 20
5. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ
УСПЕВАЕМОСТИ И ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ
ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ ......................................................................... 21
5.1 ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ ................... 21
5.2 ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ВОПРОСОВ К ЗАЧЕТУ ПО ДИСЦИПЛИНЕ .................... 21
6. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ
ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ ................................................................. 23
6.1 ОСНОВНАЯ ЛИТЕРАТУРА ................................................................................ 23
6.2 ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА .................................................................... 23
6.3 МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ, РЕКОМЕНДАЦИИ И ДРУГИЕ МАТЕРИАЛЫ К
ЗАНЯТИЯМ ............................................................................................................ 23
6.4 ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ И ИНТЕРНЕТ-РЕСУРСЫ................................... 23
6.5 БАЗЫ ДАННЫХ, ИНФОРМАЦИОННО-СПРАВОЧНЫЕ И ПОИСКОВЫЕ СИСТЕМЫ 24
8. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ СТУДЕНТАМ ПО ОСВОЕНИЮ
ДИСЦИПЛИНЫ .................................................................................................. 24
ВИДЫ И ФОРМЫ ОТРАБОТКИ ПРОПУЩЕННЫХ ЗАНЯТИЙ ...................................... 24
9. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПРЕПОДАВАТЕЛЯМ ПО
ОРГАНИЗАЦИИ ОБУЧЕНИЯ ПО ДИСЦИПЛИНЕ .................................. 25
4
Аннотация
Рабочая программа учебной дисциплины «Микробиологический
контроль объектов окружающей среды» составлена в соответствии с ФГОС ВО
по направлению подготовки 21.03.02 «Землеустройство и кадастры» по
профилю «Землеустройство». В рабочей программе отражены цели освоения
дисциплины, место дисциплины в учебном процессе, компетенции
обучающегося, формирующиеся в результате освоения дисциплины, структура
и содержание дисциплины. Дисциплина входит в вариативную часть
дисциплин по выбору. Новизна дисциплины «Микробиологический контроль
объектов окружающей среды» заключается в том, что студенты знакомятся с
особенностями
и
свойствами
микроорганизмов,
их
морфологией,
метаболизмом, изучают влияние внешних факторов на микроорганизмы и роль
микроорганизмов в биосфере, узнают об особенностях обитания и
функционирования и роли микроорганизмов в экосистемах.
Трудоёмкость дисциплины составляет 3 зачетные единицы. Контроль
знаний студентов проводится в форме текущей и промежуточной аттестации.
Ведущие преподаватели: доц. Карепина Т. А., доц. Селицкая О. В., доц.
Ванькова А. А., асс. Снегирев Д. В.
1. Цели освоения дисциплины
Целью изучения дисциплины «Микробиологический контроль объектов
окружающей среды» является формирование у студентов навыков проведения
микробиологического контроля состояния окружающей среды, биоиндикации и
биотестирования. Студенты приобретают знания о биоразнообразии микроорганизмов, о роли биологического многообразия как ведущего фактора устойчивости экосистем и биосферы в целом, о последствии антропогенных воздействий на биосферу и планировании мероприятий по её охране, основных процессов почвообразования, экосистемных функциях почвы, а также рационального
использования природных ресурсов.
2. Место дисциплины в учебном процессе
Дисциплина «Микробиологический контроль объектов окружающей среды» включена в вариативную часть дисциплин по выбору. Реализация в дисциплине «Микробиологический контроль объектов окружающей среды» требований ФГОС ВО, ОПОП ВО и Учебного плана по направлению 21.03.02. «Землеустройство и кадастры».
Предшествующими курсами, на которых базируется дисциплина «Микробиологический контроль объектов окружающей среды», являются: «Ландшафтоведение», «Геология с основами гидрологии», «Химия неорганическая и
аналитическая», «Химия физическая и органическая», «Концепция современного естествознания». Дисциплина «Микробиологический контроль объектов окружающей среды» является основополагающей для изучения следующих дисциплин: «Экология», «Оптимизация систем применения удобрений», «Рекультивация земель», «Инженерная биология», «Адаптивно-ладшафтная система
5
земледелия», «Экспертная оценка технологий химизации агроландшафтов»,
«Оптимизация систем применения удобрений», «География почв». «Лесомелиорация ландшафтов», «Экологическое земледелие», «Радиоэкологический
мониторинг земель».
Особенностью дисциплины является то, что в учебном курсе помимо
лекций и семинарских занятий (коллоквиумов), предусмотрен большой лабораторный практикум, в котором студенты знакомятся с особенностями строения,
развития, питания и культивирования микроорганизмов. Осваивают методы
проведения микробиологического анализа почвы, воды, воздуха, выделения
чистых культур микроорганизмов. Моделируют процессы трансформации органических веществ в природе. Знакомятся с использованием человеком полезных свойств микроорганизмов для стимуляции роста и защиты растений. Почти
все занятия проводятся в интерактивной форме (работа в малых группах, групповое обсуждение).
Контроль знаний студентов проводится в форме текущей и промежуточной аттестации.
Текущая аттестация студентов – оценка знаний и умений проводится постоянно на лабораторно-практических занятиях с помощью опросов, тестовых
заданий, коллоквиумов, оценки самостоятельной работы студентов и сроков
сдачи выполненных работ, а также на контрольной неделе.
Промежуточная аттестация студентов проводится в форме итогового контроля по дисциплине – зачет.
3. Структура и содержание дисциплины
Изучение данной учебной дисциплины направлено на формирование у
обучающихся общепрофессиональных (ОПК) и профессиональных (ПК) компетенций, представленных в таблице 1.
3.1 Распределение трудоёмкости дисциплины по видам работ
Общая трудоёмкость дисциплины составляет 3 зач.ед. (108 часов), их
распределение по видам работ представлено в таблице 2.
6
Требования к результатам освоения учебной дисциплины
№
п/п
Индекс
компетенции
Содержание
компетенции (или её части)
В результате изучения учебной дисциплины обучающиеся должны:
знать
уметь
1.
способностью использовать знания о земельных
ресурсах для организации
разрабатывать мероприяосновные законы естестих
рационального
испольОПК-2
тия по изучению состоязования и определения ме- веннонаучных дисциплин
ния земель
роприятий по снижению
антропогенного воздействия на территории;
2
способностью использовать знания современных
ПК-11 методик и технологий
мониторинга земель и недвижимости;
научно-техническую информацию отечественного и зарубежного опыта
использования земли
владеть
приемами рационального использования и
охраны земель
методами математичепроводить эксперименского анализа и модетальные исследования в
лирования, и экспериземлеустройстве и кадаментальных исследовастрах и их внедрение в
ний для проведения
производство.
мониторинга земель
7
Таблица 2
Распределение трудоёмкости дисциплины по видам работ
Трудоёмкость
Вид учебной работы
Общая трудоёмкость дисциплины по
учебному плану
Аудиторная работа:
лекции (Л)
Лабораторно-практические занятия (ЛПЗ)
Самостоятельная работа (СРС)
самостоятельное изучение разделов
самоподготовка (проработка и повторение лекционного материала и материала учебников и учебных пособий, подготовка к лабораторным и прак
тическим занятиям, коллоквиумам, рубежному
контролю и т.д.)
Подготовка к зачёту
зач.
ед.
час.
в т.ч. по семестрам
№4
3
108
108
1,39
0,44
0,95
1,61
0,75
50
16
34
58
27
50
16
34
58
27
0,61
22
22
0,25
9
9
Вид контроля:
Зачет
3.2 Содержание дисциплины
Наименование разделов и тем
дисциплин (укрупнёно)
Всего
Аудиторная
работа
Л
ЛПЗ
Внеаудито
рная
работа СР
Введение
Раздел 1 «Общая микробиология»
Раздел 2 «Специальная
микробиология»
2
58
48
2
8
6
28
6
22
36
Всего за 4 семестр
Итого по дисциплине
108
108
16
16
34
34
58
58
8
Введение
Тема №1 История, объект, методы и задачи микробиологии.
История микробиологии. Открытие микроорганизмов Антони Ван Левенгуком. Период бессистемных наблюдений («описательный период» в развитии
микробиологии). Открытия Луи Пастера (невозможность самозарождения, открытие природы брожения, возбудители болезней, применение вакцин). «Физиологический период» в развитии микробиологии. Работы Р.Коха, И.И. Мечникова. Роль отечественных ученых в развитии микробиологии.
С.Н.Виноградский - основоположник почвенной микробиологии.
Особенности и свойства микроорганизмов, объект, методы и задачи микробиологии
Раздел 1 «Общая микробиология»
Тема №2 Биоразнообразие микроорганизмов.
Микроорганизмы – прокариоты и эукариоты, их основные различия.
Морфология бактерий, Строение клеток бактерий, Клеточные структуры бактерий. Эндоспоры и другие покоящиеся формы прокариот. Рост и размножение
бактерий. Систематика бактерий.
Грибы. История изучения грибов. Общая характеристика, особенности
строения, размножения. Сходства и различия грибов с растениями и животными. Значение в природе и жизни человека.
Водоросли. Распространение в природе, общая характеристика, строение,
размножение. Значение в природе и жизни человека.
Простейшие. Общая характеристика, особенности питания, распространение.
Лишайники. Общая характеристика, особенности питания, распространение.
Сапротрофные и паразитические формы. Систематика, характеристика
отдельных систематических групп.
Вирусы и фаги. История открытия вирусов, их характеристика, морфология, строение, химический состав. Простые и сложные вирусы. Гипотезы происхождения вирусов. Взаимодействие вируса с клеткой – хозяина. Вирусы грибов, растений, насекомых. Фаги: строение, химический состав. Взаимодействие
бактериофага с бактериальной клеткой. Значение вирусов и фагов в природе.
Тема №3 Влияние факторов внешней среды на микроорганизмы.
Абиотические и биотические факторы. Абиотические факторы. Зависимость микроорганизмов от водного режима среды. Осмотическое давление
клетки у разных групп микроорганизмов и их отношение к разным уровням
влажности среды. Осмофилы и галофилы. Их распространение и практическое
значение. Критические температурные точки в жизнедеятельности микроорганизмов. Мезофиллы, психрофилы, психротрофы, термофилы, экстремально
термофильные и экстремально психрофильные формы. Влияние кислотности
среды на развитие отдельных микроорганизмов. Критические значения рН в
жизнедеятельности микроорганизмов. Мезофиллы, алкалофилы, ацидофилы и
экстремальные ацидофилы. Отношение микроорганизмов к кислороду. Аэробы
и анаэробы (факультативные и облигатные).
9
Биотические факторы (взаимоотношения микроорганизмов между собой и
другими существами). Взаимоотношения между организмами: трофическая и
аллелохимическая природа взаимосвязей. Нейтрализм, мутуализм (протокооперация, симбиоз), комменсализм, активная конкуренция, паразитизм, метабиоз,
синтрофия (микроорганизмы рубца жвачных животных). Симбиоз и антагонизм
между прокариотами и эукариотами. Практическое использование симбиоза и
антагонизма в сельском хозяйстве и медицине.
Тема №4. Метаболизм микроорганизмов.
Химический состав клеток микроорганизмов, его постоянство и зависимость от условий среды. Разнообразие потребностей в источниках питания у
микроорганизмов. Способы питания и поступление питательных веществ в
клетку. Использование микроорганизмами источников углерода. Автотрофы и
гетеротрофы. Фотосинтез (оксигенный и аноксигенный) и хемосинтез у микроорганизмов. Открытие хемосинтеза С.Н.Виноградским. Литотрофы и органотрофы. Сапротрофы, паратрофы, миксотрофы. Источники азота, фосфора, серы.
Потребность в железе, калии, кальции, микроэлементах, витаминах.
Понятие о ферментах, их классификация и особенности. Роль ферментов
в жизнедеятельности микроорганизмов. Экзо- и эндоферменты. Конститутивные и адаптивные (индуцибельные) ферменты. Локализация ферментов в клетке. Использование ферментов человеком в различных отраслях народного хозяйства.
Культивирование микроорганизмов. Чистая и накопительная культуры.
Элективные среды. Системы культивирования микроорганизмов.
Способы получения микроорганизмами энергии: брожение, дыхание, анаэробное дыхание. АТФ – центроболит клетки и способы её образования: субстратное фосфорилирование – гликолиз и схема Эмдена – Мейергофа – Парнаса
(ЭМП); окислительное фосфорилирование – цикл Кребса или цикл трикарбоновых кислот (ЦТК) и электронтранспортная цепь (ЭТЦ).
Сходство и различие брожения, дыхания, анаэробного дыхания. Гликолиз
у эукариот (высших организмов) и разнообразие анаэробных путей у микроорганизмов: гликолиз, пентозофосфатный путь, путь Энтнера – Дудорова. Химизм аэробного дыхания: схема ЭМП, ЦТК, ЭТЦ.
Тема №5 . Превращение микроорганизмами соединений углерода, азота,
фосфора, серы.
Значение процессов превращения углеродсодержащих веществ в круговороте углерода в природе и роль микроорганизмов в распаде органического
вещества. Процессы брожений, вызываемые бактериями рода Clostridium. Маслянокислое и ацетонобутиловое брожения. Значение в природе, сельском хозяйстве, промышленности. Основные свойства возбудителей этих процессов
(облигатный анаэробиоз, «всеядность» в отношении источников углерода и др.)
Маслянокислое брожение пектиновых веществ. Бактерии рода Clostridium и
брожение целлюлозы.
Аэробное разложение целлюлозы. Целлюлозоразрушающие бактерии и
грибы-возбудители процесса разрушения целлюлозы. Окисление микроорга10
низмами гемицеллюлоз, лигнина, жира, углеводородов, Возбудители и значение этих процессов.
Трансформация азотсодержащих соединений: минерализация (аммонификация), нитрификация, денитрификация и биологическая фиксация азота.
Значение минерализации органических соединений, содержащих азот
(белков, нуклеиновых кислот и др.). Разложение белковых веществ в аэробных
и анаэробных условиях. Возбудители процесса минерализации.
Процессы нитрификации и денитрификации. Окисление аммиака в азотистую и азотную кислоты (первая и вторая фазы нитрификации). Хемоавтотрофная природа процесса. Работы С.Н.Виноградского по изучению процесса
нитрификации и открытия явления хемосинтеза. Возбудители процесса. Энергетика первой и второй фазы процесса. Гетеротрофная нитрификация.
Восстановление нитратов и нитритов с образованием молекулярного
азота (денитрификация). Ассимиляционная и диссимиляционная нитратредукция. Значение этих процессов, Возбудители процесса денитрификации.
Биологическая фиксация азота. Биологическая и абиологическая фиксация атмосферного азота. Масштабы и значение биологической фиксации в природе. Фиксация азота атмосферы микроорганизмами. Свободноживущие, ассоциативные и симбиотические азотфиксаторы – аэробные и анаэробные формы.
Симбиотическая азотфиксация у растений, не относящихся к бобовым
(древесных, кустарниковых, травянистых).
Превращение микроорганизмами соединений фосфора. Роль микроорганизмов в высвобождении кислоты из органических фосфорсодержащих соединений и ив переводе фосфатов в растворимое состояние. Биологическое связывание фосфора. Роль микроорганизмов в фосфорном питании растений.
Круговорот серы в природе. Ассимиляционная сульфатредукция. Образование сероводорода из серосодержащих органических соединений. Образование сероводорода из минеральных соединений (сульфатов) и микроорганизмы, вызывающие эти процессы. Окисление микроорганизмами сероводорода в
серу и серную кислоту, Серобактерии и тионовые бактерии.
Раздел 2 «Специальная микробиология»
Тема №6 Почва как среда обитания микроорганизмов. Роль микроорганизмов в процессах почвообразования.
Возникновение почвенной микробиологии. Работы В. В. Докучаева, П. А.
Костычева, В. И. Вернадского, Мартина Бейеринка, С. Н. Виноградского, становление и развитие почвенной микробиологии. Основные направления работ
по почвенной микробиологии: микроорганизмы и почвообразовательный процесс, микроорганизмы и формирование почвенной структуры, роль микроорганизмов в образовании и разрушении перегноя (гумуса). Биогенность почв разных типов. Почвенные бактерии, актиномицеты, дрожжи, грибы, сине-зеленые
водоросли. Сукцессии почвенных микроорганизмов. Основные трофические
группы почвенных микроорганизмов: зимогенные, автохтонные, автотрофные и
олиготрофные микроорганизмы. Состав микробного населения почв как отражение горизонтальной и вертикальной поясности почв. Факторы среды, определяющие развитие микробных сообществ почвы. Сообщества микроорганиз11
мов в разных типах почв, эколого-географическая закономерность распространения микроорганизмов в почвах. Роль микроорганизмов в ремедиации почв.
Тема №7 Экология микроорганизмов глобальных экониш
Экология микроорганизмов – наука о жизнедеятельности микроорганизмов и
их сообществ. Роль и значение микроорганизмов в становлении биосферы Земли. Патогенные микроорганизмы. Экология водных микроорганизмов. Особенности водных микроорганизмов. Значение микроорганизмов в первичной продукции водоемов и минерализации органических веществ. Основные физиологические группы микроорганизмов, участвующих в превращениях веществ в
водоемах и круговорот биогенных элементов. Микроценозы пресных водоемов.
Классификация озер по трофии. Микрофлора болот. Выживаемость патогенных
микроорганизмов в почве. Микроорганизмы воздушной среды.
Тема №8 Биоиндикация и биотестирование окружающей среды.
Место биотестирования в общей системе оценки среды. Требования к методам
биотестирования. Биотестирование качества воды. Принципы биотестирования
острой и хронической токсичности природных и сточных вод. Основные приемы биотестирования вод, используемые тест-организмы (бактерии, водоросли,
парамеции, дафнии, цереодафнии, рыбы и т.д.). Биотестирование загрязнения
воздуха. Методы активной (трансплантационной) лихеноиндикации. Биотестирование токсичности талых вод снежного покрова как способ оценки загрязнения воздушной среды. Влияние антропогенного воздействия на качественный и
количественный состав микроорганизмов в экосистемах. Санитарномикробиологический анализ объектов окружающей среды. Роль санитарнопоказательных микроорганизмов в оценке степени загрязнения почвы, воды и
воздуха. Коли-титр и коли-индекс.
3.3 Содержание лабораторно – практических, семинарских занятий
и контрольных мероприятий
Таблица 4
№
п/п
1.
№ раздела
№ и название
лабораторнопрактических занятий
с указанием
контрольных
мероприятий
Раздел 1. «Общая микробиология»
Тема 2. Биоразнообра- Лабораторнозие микроорганизмов.
практическое занятие № 1. Микробиологическая лаборатория и правила работы в ней устройст-
Вид контрольного
мероприятия
Колво
часов
Контроль выполнения и защита ЛПЗ.
2
12
№
п/п
№ раздела
Тема 2. Биоразнообразие микроорганизмов.
Тема 4 «Метаболизм
микроорганизмов»
№ и название
лабораторнопрактических занятий
с указанием
контрольных
мероприятий
во микроскопа и его
характеристики.
Техника приготовления бактериальных
препаратов и техника микрокопирования.
Лабораторнопрактическое занятие №2. Знакомство
с формами бактерий:
шаровидные и палочковидные формы.
Лабораторнопрактическое занятие № 3. Извитые
(вибрионы, спириллы, спирохеты), нитчатые (просмотр железобактерий из водоемов) формы бактерий и актиномицеты.
Лабораторнопрактическое занятие №4. Микроорганизмы эукариоты:
дрожжи, микроскопические грибы и
водоросли. Контрольная тестовая
работа «Устройство
микроскопа и техника микрокопирования».
Лабораторнопрактическое занятие №5. Постановка
опыта по изучению
значения отдельных
Вид контрольного
мероприятия
Колво
часов
Опрос, контроль выполнения и защита
ЛПЗ.
2
Опрос, контроль выполнения и защита
ЛПЗ.
2
Опрос, контроль выполнения и защита
ЛПЗ и проверка контрольных тестов по
теме.
2
Проверка расчетов
состава питательных
сред по вариантам,
проверка контрольных тестов.
2
13
№
п/п
2
№ раздела
№ и название
лабораторнопрактических занятий
с указанием
контрольных
мероприятий
Вид контрольного
мероприятия
Колво
часов
питательных элементов для развития
микроорганизмов.
Контрольный тест
«Морфология микроорганизмов»
Тема 2. Биоразнообра- ЛабораторноКонтроль выполне2
зие микроорганизмов.
практическое заняния и защита
Тема 4 «Метаболизм
тие №6. Результаты ЛПЗ, коллоквиум.
микроорганизмов»
опыта по изучению
значения отдельных
питательных элементов для развития
микроорганизмов.
Семинар №1 «Биоразнообразие микроорганизмов (бактерии, грибы, водоросли, простейшие).
Вирусы».
Раздел 1«Общая микробиология», Раздел 2«Специальная микробиология»
Тема 3. Влияние
ЛабораторноКонтроль проведения
внешних факторов сре- практическое занятие микробиологического
2
ды на микроорганизмы. №7. Микробиологи- посева.
Тема 4 «Метаболизм
ческий анализ размикроорганизмов»Тема личных субстратов
6. Почва как среда
(почва, растение).
обитания микрооргаЛабораторноКонтроль правильно2
низмов. Роль микроор- практическое занясти проведения учета
ганизмов в процессах
тие №8 Количестпочвообразования.
венный учет численности микроорганизмов в различных
субстратах (результаты посева). Выделение чистой культуры.
Тема 2. Биоразнообра-
Лабораторно-
Контроль правильно-
2
14
№
п/п
№ раздела
№ и название
лабораторнопрактических занятий
с указанием
контрольных
мероприятий
Вид контрольного
мероприятия
практическое занятие сти выполнения ЛПЗ,
№9. Анализ выделен- проверка контрольной чистой культуры. ных тестов.
Окраска культуры по
Грамму. Определение
чувствительности
микроорганизмов к
антибиотикам. Контрольный тест «Питание микроорганизмов».
Тема 3. Влияние
Контроль выполнеЛабораторновнешних факторов срения и защита ЛПЗ,
практическое занятие
ды на микроорганизмы.
коллоквиум.
№ 10. Оценка чувстТема 7. Экология миквительности чистой
роорганизмов глобалькультуры к антибионых экониш.
тикам. Семинар №2
«.Влияние факторов
внешней среды на
микроорганизмы.
«Метаболизм микроорганизмов»
Колво
часов
зие микроорганизмов.
Тема 3. Влияние
внешних факторов среды на микроорганизмы.
Тема 4 «Метаболизм
микроорганизмов»
Тема 4. Метаболизм
микроорганизмов.
Тема 5. Превращение
микроорганизмами соединений углерода,
азота, фосфора, серы.
Тема 5. Превращение
микроорганизмами соединений углерода,
азота, фосфора, серы.
Тема 4 «Метаболизм
микроорганизмов»
Лабораторнопрактическое занятие
№ 11.
Моделирование процессов брожения и
окисления целлюлозы
и маслянокислого
брожения.
Лабораторнопрактическое занятие
№ 12. Моделирование
процессов круговорота азота в природе
(минерализация, денитрификация и
азотфиксация). Про-
2
Контроль выполнения и защита ЛПЗ,
проверка контрольной работы.
2
Опрос, контроль выполнения и защита
ЛПЗ, проверка контрольных тестов.
2
15
№
п/п
3
№ раздела
№ и название
лабораторнопрактических занятий
с указанием
контрольных
мероприятий
смотр клубеньков бобовых растений.
Контрольный тест
«Роль микроорганизмов в трансформации
соединений углерода.
Процессы получения
энергии».
Тема 5. Превращение
Контрольный тест
микроорганизмами со- «Трансформация
единений углерода,
азотсодержащих соазота, фосфора, серы.
единений в почве»
Семинар №3 «Круговорот углерода, азота,
фосфора и серы».
Раздел 2 «Специальная микробиология»
Тема 6. Почва как сре- Семинар №4 «Специда обитания микрооральная микробиологанизмов. Роль микро- гия»: Почва как среда
организмов в процесобитания микрооргасах почвообразования. низмов.
Тема 7. Экология микроорганизмов глобальных экониш
Лабораторнопрактическое занятие
№ 13. Экологогигиеническая оценка
объектов окружающей среды
Тема 8 Биоиндикация и Лабораторнобиотестирование окру- практическое занятие
жающей среды.
№ 14 Использование
тест культуры
(Azotobacter
chroococcym) для определения токсичности почвы. Биологический контроль во-
Вид контрольного
мероприятия
Колво
часов
Проверка контрольных тестов, коллоквиум
2
Коллоквиум
2
Контроль выполнения и защита ЛПЗ
2
Контроль выполнения и защита ЛПЗ
2
16
№
п/п
№ и название
лабораторнопрактических занятий
с указанием
контрольных
мероприятий
№ раздела
Колво
часов
Вид контрольного
мероприятия
доема методом сапробности.
Тема 7. Экология микроорганизмов глобальных экониш
«Специальная микро- Коллоквиум
биология»
Семинар №5 «Специальная микробиология».
2
3.4 Перечень вопросов для самостоятельного изучения дисциплины
Таблица 5
№
п/п № раздела и темы
1
2
3
4
5
Перечень рассматриваемых вопросов для
самостоятельного изучения
Раздел 1 «Общая микробиология»
Тема 2. Биоразно- Классификация бактерий: характеристика отобразие микроор- дельных групп бактерий. Археи.
ганизмов.
Тема 2. Биоразно- Водоросли характеристика, особенности и
образие микроор- использование для определения состояния
ганизмов
почв и водных объектов
Тема 5. МетабоБиосинтез у микроорганизмов (белков, углелизм микрооргаводов, липидов, нуклеиновых кислот, фернизмов.
ментов, антибиотиков, токсинов, витаминов и
др.). Значение цикла трикарбоновых кислот в
конструктивном метаболизме.
Тема 3. Влияние
Влияние внешних факторов среды (окислифакторов внештельно-восстановительный потенциал среды,
ней среды на
гидростатическое давление, влияние химичемикроорганизмы. ских веществ, концентрации, радиации) на
микроорганизмы.
Тема 5. Превращение микроорганизмами соединений углерода,
Окисление углеводов до лимонной кислоты и
других органических кислот. Окисление углеводородов. Разложение гемицеллюлозы и
лигнина
Кол-во
часов
2
2
2
4
4
17
№
п/п № раздела и темы
6
Тема 5. Превращение микроорганизмами соединений азота, фосфора, серы и железа
Перечень рассматриваемых вопросов для
самостоятельного изучения
Анаэробное дыхание с использованием кислорода нитратов и сульфатов.
8
Тема 6. Почва как
среда обитания
микроорганизмов.
Роль микроорганизмов в процессах почвообразования.
Тема 7 Экология
микроорганизмов
глобальных экониш.
Тема 8. Биоиндикация и биотестирование окружающей среды.
ВСЕГО
2
Биологический цикл соединений серы
2
Минерализация органических соединений
содержащих железо
Раздел 2 «Специальная микробиология»
7
Кол-во
часов
2
Состав микробного населения почв как отражение горизонтальной и вертикальной поясности почв
3
Принципы и методы биотестирования.
4
27
3.5 Контрольные вопросы к тестовым заданиям и коллоквиумам, темы
рефератов.
Тестовые задания
Тема: «Морфология и структура бактериальной клетки».
1. Бактерии относятся к: а) эукариотам; б) прокариотам
2. Актиномицеты: а) прокариоты; б) эукариоты
3. В процессе конъюгации у бактерий участвуют: а) жгутики; б) пили; в) мезосомы
4. Бактерии передвигаются с помощью: а) нуклеоида; б) жгутиков; в) фимбрий
5. Функция спор бактерий: а) размножение; б) перенесение неблагоприятных условий
18
6. Эндоспоры бактерий погибают при: а) пастеризации; б) автоклавировании; в) нагревании до 50 градусов по Цельсию
7. Шаровидные клетки, соединенные в цепочку, называются………….
8. Группа признаков:
Признаки:
1) морфологические;
а) форма клетки;
2) физиологические;
б) окраска по Граму;
3) культуральные;
в) отношение к кислороду;
г) форма колонии;
д) отношение к источнику С;
е) наличие жгутиков
9. Структуры бактерий:
Химический состав:
1) клеточная стенка;
а) белки;
2) цитоплазматическая мембрана;
б) липиды;
3) капсула
в) муреин;
г) целлюлоза;
д) хитин;
е) полисахариды
10. Кокки:
Плоскости деления:
1) монококк;
а) одна;
2) стрептококк;
б) две;
3) тетракокк;
в) три
4) сарцина
Вопросы к коллоквиуму по теме: «Влияние факторов внешней среды на
микроорганизмы.Метаболизм микроорганизмов».
1. Какие способы питания характерны для микроорганизмов?
2. Сравните параметры процессов пассивной и облегченной диффузии.
3. Каковы механизмы «первичного» и «вторичного» транспорта веществ в
бактериальную клетку?
4. Что такое ферменты? Охарактеризуйте их.
5. Что такое внеклеточное питание у бактерий?
6. Назвать классы ферментов и дать их характеристику.
7. Сколько существует типов питания у бактерий?
8. Что такое оксигенный и аноксигенный тип фотосинтеза у прокариота?
9. Что такое хемосинтез?
10.Каковы пищевые потребности микроорганизмов?
11.Отношение микроорганизмов к кислороду.
12.Отношение микроорганизмов к температуре.
19
4. Образовательные технологии
Таблица 6
Применение активных и интерактивных образовательных технологий
№
п/п
1.
2.
3.
4
5
Наименование используемых
активных и интерактивных
образовательных технологий
Кол-во
часов
Л
Проблемная лекция
2
ЛПЗ
Групповое обсуждение
2
ЛПЗ
Групповое обсуждение
2
ЛПЗ
Групповое обсуждение
2
ЛПЗ
Работа в малых группах
2
Тема и форма занятия
Биоразнообразие микроорганизмов.
Семинар «Влияние факторов
внешней среды на микроорганизмы. Питание микроорганизмов»
Семинар Биоиндикация и
биотестирование окружающей среды
Семинар Превращение микроорганизмами соединений
углерода, азота, фосфора, серы.
Моделирование процессов
круговорота азота в природе
(минерализация, денитрификация и азотфиксация). Просмотр клубеньков бобовых
растений
Всего:
10
Общее количество часов аудиторных занятий, проведённых с применением активных и интерактивных образовательных технологий составляет 10 часов.
20
5. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости и
промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины
5.1 Оценочные средства текущего контроля успеваемости
Оценка знаний студентов проводится по следующим критериям:
Общее количество баллов
Кол-во
кредитов
3
Оценка
Максимальная Неудовлетворит. Удовлетворит. Хорошо
Отлично
сумма
Оценка ECTS
баллов
F (2)
FX (2+) E (3)
D (3+)
C (4)
B (5) A (5+)
108
менее 54 55-64
65-73
74-82
83-91
92-100 101-108
Балльная структура и шкала оценок
Вид аттестации
Количество баллов
Посещение занятий (лекций и ЛПЗ)
21
Активная работа на занятиях
7
Внутрисеместровые аттестации
80
из них:
контрольные работы
10
коллоквиумы
24
рефераты
10
Итоговое испытание зачет с оценкой
36
Всего
108
Максимальная сумма баллов
108
Система оценок:
A
Отлично - блестящие результаты с незначительными недочётами
B
C
D
Очень хорошо - выше среднего уровня, с некоторыми недочётами
Хорошо - в целом серьёзная работа, но с рядом замечаний
Удовлетворительно - неплохо, однако имеются серьёзные недочёты
E
Посредственно - результаты удовлетворяют минимальным требованиям (проходной
балл)
FX
F
Условно неудовлетворительно - для присвоения кредита требуется выполнение
некоторой дополнительной работы
Безусловно неудовлетворительно - требуется выполнение значительного объёма
работы (либо повтор курса в установленном порядке, либо основание для отчисления)
5.2 Примерный перечень вопросов к зачету по дисциплине
1.
2.
3.
4.
5.
История развития микробиологической науки.
Водоросли, грибы, простейшие. Их характеристика и роль в природе.
Эукариоты и прокариоты. Отличительные особенности прокариот.
Вирусы и фаги.
Распространение микроорганизмов в природе.
21
6. Размеры, формы и структурная организация бактериальных клеток.
Грамположительные и грамотрицательные бактерии.
7. Микробные популяции почвы. Принципы и концепции, принятые в почвенной микробиологии.
8. Микробные биопрепараты для защиты растений от фитопатогенных микроорганизмов, и насекомых вредителей.
9. Процессы трансформации гумусовых веществ. Концепции гумусообразования.
10.Эколого-географические закономерности распространения микроорганизмов в различных почвах.
11.Абиотические факторы внешней среды и их влияние на микроорганизмы.
12.Симбиозы прокариот с различными организмами. Типы симбиоза. Значение этих взаимоотношений.
13.Механизмы поступления питательных веществ в клетку.
14.Типы питания микроорганизмов. Хемоорганотрофы и их роль в круговороте веществ.
15.Типы питания микроорганизмов. Фотосинтез и хемосинтез.
16.Ферменты микроорганизмов. Экзоферменты и эндоферменты.
17.Брожение и дыхание. Сходства и различия процессов.
18.Дыхание. Химизм процесса и использование энергии микроорганизмами.
19.Брожение. Химизм процесса.
20.Основные принципы систематики прокариот (естественная и искусственная).
21.Бактерии рода Clostridium и вызываемые ими процессы.
22.Маслянокислое брожение. Значение в природе и народном хозяйстве.
23.Анаэробное разложение клетчатки. Значение в природе.
24.Окисление целлюлозы. Возбудители и химизм процесса.
25.Окисление углеводородов. Роль микроорганизмов в биоремедиации загрязненных почв.
26.Землеудобрительные микробные препараты.
27.Процессы трансформации соединений азота. Значение в природе.
28.Аммонификация (минерализация) белковых веществ. Значение в природе.
29.Денитрификация. Возбудители и ход процесса. Химическая и биологическая денитрификация.
30.Нитрификация. Значение процесса в самоочищении почвы и водоемов.
31.Биологическая фиксация азота. Симбиотические и несимбиотические
азотфиксаторы.
32.Роль микроорганизмов в процессах гумусообразования
33.Принципы и методы биотестирования объектов окружающей седы
34.Основные трофические группы почвенных микроорганизмов. Зимогенная
и автохтонная группировки микроорганизмов.
35.Микрофлора почв различных типов и факторы, определяющие её формирование.
36.Санитарно-гигиеническая оценка объектов окружающей среды
22
6. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
6.1 Основная литература
1. Емцев, Всеволод Тихонович. Микробиология [Текст] : учебник для студ. вузов по напр.
и спец. агрон. образ. / В. Т. Емцев, Е. Н. Мишустин. - 8-е изд., испр. и доп. - М. : Дрофа,
2012. - 445 с.
2. Емцев В.Т., Мишустин Е.Н., Микробиология: учебник для бака-лавров – М.: Издательство Юрайт, 2012. – 445 с.
3. А. И. Нетрусов, Е. А. Бонч-Осмоловская, В. М. Горленко и др.; Под ред. А. И. Нетрусова, Экология микроорганизмов – М.: Издательский центр «Академия», 2004. – 272 с.6.
6.2 Дополнительная литература
1. Гусев М.В., Минеева Л.А., Микробиология, Изд-во МГУ,1985, 2003.
2. Гусев, Михаил Виктоpович. Микробиология [Текст] : учебник для студ. вузов по напр.
"Биология" и биол. спец. / М. В. Гусев, Л. А. Минеева. - 4-е изд., стер. - М. : Academia,
2003. - 464 с. - (Высш. образ.). - Библиогр.: с. 440--441.
3. Емцев В.Т., Мишустин Е.Н., Микробиология, Колос, 1993.
4. Звягинцев Д.Г., Бабьева И.П., Зенова Г.М. Биология почв, Изд.3- испр. и доп.- М.:
Изд. МГУ, 2005. - 448 с.
5. Известия АН России, Биологическая серия.
6. Журнал Микробиология.
7. Журнал Почвоведение.
6.3 Методические указания, рекомендации и другие материалы к
занятиям
1. Теппер Е. З., Шильникова В. К., Переверзева Г. И. Практикум по микробиологии. М.: Дрофа, 2004.
2. Методическое руководство к лабораторно-практическим занятиям по
микробиологии. М.: МСХА. 1999.
3. Рабочая тетрадь для лабораторно-практических занятий по микробиологии. М.: Центр оперативной полиграфии РГАУ-МСХА имени
К.А.Тимирязева, 2012.
4. Методическое пособие по микробиологии (систематике и номенклатуре
бактерий). МСХА, 1993.
5. Тестовые задания по дисциплине «Микробиология» для студентов высших сельскохозяйственных учебных заведений по агрономическим специальностям. М.: МСХА, 1995.
6.4 Программное обеспечение и Интернет-ресурсы
1. asm. org.
2. micro – biologi. ru.
3. meduniver. com.
4. e-librari.ru
5. mycoweb. com
6. dissrsl. ru.
7. micologyfungus. com/micro/
23
8. microbewiki.kenyon.edu
6.5 Базы данных, информационно-справочные и поисковые системы
1. Wikipedia.org
7. Материально - техническое обеспечение дисциплины
Для лекционного курса необходима компьютерная техника с мультимедийным обеспечением.
Для проведения лабораторного практикума по дисциплине «Микробиологический контроль объектов окружающей среды» необходима лаборатория, оснащенная газо- и водопроводом, вентиляцией, УФ-лампами для стерилизации
помещений, ламинарами и микробиологическими боксами, стерилизационной
техникой (автоклавы, стерилизационные шкафы), термостатами, анаэростатами, световыми микроскопами, хроматографами, рН-метрами, шейкерами, водяными банями, тест-системами для идентификации микроорганизмов, лабораторной посудой, посудомоечной машиной, дистиллятором, холодильниками
для хранения коллекции микроорганизмов и образцов и необходимыми реактивами для приготовления питательных сред, набором красителей, компьютерная
техника с мультимедийным обеспечением. Кроме этого необходима коллекция
культур микроорганизмов и компьютерная техника с мультимедийным обеспечением.
8. Методические рекомендации студентам по освоению дисциплины
Занятия по дисциплине проводятся в специально оборудованной лаборатории. Для допуска к проведению лабораторного практикума учащиеся должны
быть ознакомлены с техникой безопасности и правилами работы в микробиологической лаборатории. На всех занятиях студенты обязаны быть в белых халатах, каждый имеет свое рабочее место, оснащенное всем необходимым для
проведения лабораторно-практического занятия. Работа в лаборатории требует
внимания и аккуратности. Учащиеся после выполнения работы, заносят полученные результаты в рабочую тетрадь, оформляют их в соответствии с предъявляемыми требованиями, после чего защищают работу у преподавателя.
Сложность усвоения материала дисциплины заключается в большом
объеме информации, которую необходимо запоминать (латинские названия,
физиологические особенности, распространение в природе, морфологию и т.д.)
поэтому усвоение материала дисциплины должно происходить постепенно и
непрерывно от занятия к занятию. От изучения свойств и особенностей микроорганизмов к пониманию их роли в биосфере и жизни человека.
Виды и формы отработки пропущенных занятий
Студент, пропустивший занятие обязан в двухнедельный срок во внеурочное время, в соответствии с расписанием отработок, выполнить пропущен24
ное ЛПЗ. Для этого необходимо самостоятельно проработать пропущенную тему, отработать ЛПЗ и защитить работу у дежурного преподавателя. После этого
сделать соответствующую запись в журнале по учету отработанных занятий.
При невозможности отработать занятие в рекомендуемые сроки, студент
пишет реферат и заполняет в рабочей тетради таблицы, относящиеся к пропущенной теме, затем защищает работу у преподавателя.
9. Методические рекомендации преподавателям по организации
обучения по дисциплине
Для освоения лабораторного практикума необходимо делить студентов на
небольшие группы (10-12 человек) для обеспечения безопасности проводимых
работ и повышения качества обучения.
С целью создания условий для обеспечения эффективного использования
учебного времени, данные группы на занятиях делятся на бригады по 2-3 человека. Работа бригадами создает условия для одновременного включения в
учебный процесс всех студентов без исключения, происходит совместная познавательная деятельность, создаётся среда образовательного общения и реализуется принцип обратной связи.
Программу разработали:
Карепина Т. А., к. б. н., доцент
Снегирев Д. В., ассистент
25