Методические указания для выполнения контрольной работы

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА
И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
УО «ГРОДНЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра микробиологии и эпизоотологии
МИКРОБИОЛОГИЯ
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
(РАБОЧАЯ ТЕТРАДЬ) ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ
КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ
СТУДЕНТАМИ-ЗАОЧНИКАМИ
ПО СПЕЦИАЛЬНОСТИ 1-74. 02. 01 «АГРОНОМИЯ»
Ф.И.О.___________________
_________________________
Адрес____________________
_________________________
Тел. или e-mail ____________
_________________________
Задания для контрольной работы подготовили доценты:
Таранда Н.И., Путырская Е.М.
Рецензент: доцент Карпач Е.Б.
Гродно, 2008 г.
ВВЕДЕНИЕ
Микробиология – наука о жизни мельчайших живых существ,
населяющих биосферу земли: вирусов, микоплазм, риккетсий, бактерий, актиномицетов, дрожжей, микроскопических грибов. Микробиология изучает строение, функции названных микроорганизмов, их распространение, размножение в различных условиях среды и использование в разных отраслях народного хозяйства.
Микробная клетка – это удивительная, уникальная организация, способная воспроизводить сама себя с высокой скоростью и точностью в различных условиях, довольствуясь ограниченным количеством субстрата. Микробиологи научились использовать широкие возможности клеток микроорганизмов и заставили их работать для получения нужных нам продуктов. Этим занимается микробиологическая
промышленность, являющаяся стержнем современной биотехнологии.
Она производит микробный белок, незаменимые аминокислоты, микробиологические средства защиты растений, бактериальные удобрения, биостимуляторы и другие продукты.
Мир микроорганизмов сложен и разнообразен. Они широко
распространены в природе, особенно их, много в почве, где повышают
её плодородие, структуру, накапливают необходимые для растений
вещества. В современных условиях стало возможным искусственно
обогащать почву некоторыми видами полезных микроорганизмов, внося с семенами бактериальные удобрения: ризоторфин, ризобин, приготовляемые из клубеньковых бактерий, азотобактерин, ризофил, получаемые из азотобактера.
Для защиты растений от болезней и вредителей в настоящее
время все больше применяются биологические, в том числе и микробиологические средства, которые обладают рядом достоинств: избирательностью действия, отсутствием фитотоксичности, безопасностью
действия при использовании и экологичностью.
Наряду с биологическим, необходимо активнее использовать
резервы агротехнического метода. В борьбе с находящимися в почве
фитопатогенами рекомендуется вводить в севооборот те культуры, которые стимулируют своей корневой системой развитие огромного количества микробов-антогонистов. Известно, что посевы люцерны способствуют сокращению численности в почве возбудителя вилта хлопчатника.
Для повышения продуктивности животноводства в настоящее
время широко используются: микробный белок, незаменимые аминокислоты, витамины, ферменты, антибиотики, заменители цельного мо-
2
лока, закваски в кормопроизводстве и другие препараты микробиологического синтеза.
Микробиология играет огромную роль в изучении общебиологических проблем. Микроорганизмы служат удобной моделью для исследования наследственности и изменчивости, так как обладают высокой скоростью роста и размножения и доступностью культивирования.
В перспективе предстоит большая работа по селекции для создания высокопродуктивных штаммов микроорганизмов с привлечением методов генной инженерии.
САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА СТУДЕНТОВ:
Для этого необходимо ознакомиться с программой курса, литературой. Предмет рекомендуется изучать по разделам и проверять
свои знания по вопросам или составлять краткий конспект.
Запоминать специальную терминологию обязательно.
Итогом самостоятельной теоретической подготовки служит
выполнение контрольной работы.
Кроме того, студент должен составить коллекцию из биопрепаратов и привезти с собой на сессию. Это могут быть закваски, ферменты, антибиотики, биостимуляторы, бактериальные удобрения, микробиологические средства защиты растений, или заспиртованные корневые системы бобовых с клубеньками на корнях, и снабжены этикетками.
Заменить эти препараты можно микробиологическими средствами для исследований в лаборатории и т.д.
Внимание:
Для работы в микробиологической лаборатории нужно
иметь с собой х/б халат.
Литература:
Основная:
1. Мишустин Е.Н., Емцев В.Т. Микробиология. М., Агропромиздат,1987.
2. Теппер и др. Практикум по микробиологии. М., Агропромиздат,
1987.
3. Асонов Н.Р. «Микробиология» - М.. Агропромиздат, 1987.
Дополнительная:
4. Бабьева И.П., Зенова Г.М. Биология почв. М.: Изд-во МГУ, 1983.
5. Гусев М.В., Минеева Л.А. Микробиология. М.: Изд-во МГУ,1992.
6. Звягинцев Д.Г. Почва и микроорганизмы. М.: Изд-во МГУ, 1987.
7. Колешко О.И. Микробиология. Минск: Вышэйшая школа, 1977.
8. И.Т. Королев «Как микроорганизмы защищают урожай» - Минск.
«Ураджай», 1986.
3
Задания для контрольной работы
Контрольная работа включает в себя выполнение 3-ех
заданий.
В конце работы должен быть приведен список использованной литературы, дата выполнения и подпись. Контрольная работа (заполненная рабочая тетрадь и ответы на 3 вопроса согласно
шифру) высылается не позднее, чем за месяц до сессии или привозится на сессию.
Задание 1. Изучить морфологию и физиологию микроорганизмов и представить в виде рисунков и таблиц.
Таблица 1
Характеристика микроорганизмов клеточной организации
Признаки
Прокариоты
Наличие истинного ядра с мембраной
Наличие нуклеоида
Присутствие в клетке митохондрий,
аппарата Гольджи, эндоплазматической сети.
Наличие рибосом
Целлюлоза и хитин в составе клеточной стенки
Пептидогликан (муреин) в составе
клеточной стенки
Споры для размножения
Споры для сохранения вида
Наличие капсулы
Представители:
4
Эукариоты
Изучите вопросы, связанные с морфологией и физиологией
микроорганизмов, влиянием на них факторов среды и заполните
соответствующие таблицы или рисунки.
Подпишите органоиды клетки, представленной на рис. 1.
Рис.1. Схема строения прокариотической клетки.
Органоиды клетки
Нуклеоид
Плазмида
Цитоплазма
Рибосомы
Включения
Мезосома
Цитоплазматическая мембрана
Клеточная стенка
Жгуцики
Фимбрии (пили)
Капсула
5
№
Подпишите формы, которым соответствуют бактерии, представленные на микрофотографиях с различным увеличением на
рис. 2.
Рис.2. Фотографии различных форм бактерий: бактерии (палочки), клостридии, диплококки, сарцины, спирохеты, стрептококки, бациллы, тетракокки.
Ознакомившись с типами жгутикования бактерий, найдите и
подпишите их под фотографиями, представленными на рис. 3.
Pseudomonas
Desulfovibrio
Proteus
Campilobacter
Рис.3. Типы жгутикования бактерий (монотрихи, лофотрихи,
амфитрихи и перитрихи).
6
Некоторые бактерии образуют споры, которые выполняют
роль приспособления к неблагоприятным условиям внешней
среды. В тоже время это стадия запаса энергии, питательных
веществ для последующего роста.
Основные спорообразующие роды Bacillus и Clostridium.
Нарисуйте палочки со спорами этих родов. Отметьте отличия.
У микроорганизмов существуют различные способы размножения от простого (бинарного) деления до образования спороносцев и спор. Ознакомьтесь с этим разнообразием, ибо способ и скорость размножения определяют выживаемость вида в
природе. Чтобы легче запомнить этот материал заполните таблицу 2.
Таблица 2
Способы размножения микроорганизмов
Группы микроорганизмов
Способы размножения
Истинные бактерии (кокки,
палочки)
Миксобактерии
Актиномицеты
Дрожжи
Плесневые грибы
7
Все прокариотные микроорганизмы характеризуются высокими темпами размножения. Представьте графически на рис.4
фазы роста бактериальной культуры в жидкой питательной среде. Укажите названия этих фаз.
Рис. 4. Фазы роста бактериальной культуры в жидкой питательной среде
Таблица 3
Пределы температур, необходимые для развития микроорганизмов
Группа микроорганизмов
Температура
min
opt
Психрофилы
Мезофилы
Термофилы
8
max
Представители
Немаловажное значение для развития культуры микроорганизмов имеет воздушный режим. По отношению к кислороду микроорганизмы делят на облигатных аэробов, облигатных
и факультативных анаэробов. Заполните табл. 4.
Таблица 4
Отношение микроорганизмов к кислороду
Аэробы
Анаэробы
Облигатные Факультативные
Плесневые грибы
Aspergillus
Penicillium
Дрожжи
Saccharomyces
Актиномицеты
Streptomyces
Actynomyces
Бактерии:
азотобактер
(Azotobacter)
бациллы
(Baciilus)
(Clostridium)
молочнокислые
(Lactobacillus)
(Streptocoсcus)
нитрифицирующие
(Nitrozomonas)
(Nitrоbacter)
клубеньковые
(Rhizobium)
денитрифицирущие
(Pseudomоnas)
(Bacterium)
9
Концентрация водородных ионов среде также имеет большое значение для развития микроорганизмов. Заполните таблицу 5.
Таблица 5
Отношение микроорганизмов к рН
Микроорганизмы
opt
min
Гнилостные
Bacillus
Pseudomonas
Молочнокислые
Lactobacterium
Streptococcus
Актиномицеты
Streptomyces
Дрожжи (Saccharomyces)
Плесневые грибы
Aspergillus,Penicillium
Источниками углерода для микроорганизмов могут служить
как СО2, так и органические вещества. Источником энергии для
биосинтеза может быть солнечный свет или химическая энергия.
Заполните табл.6.
Таблица 6
Типы углеродного питания микроорганизмов
Типы питания
Источник
энергии
Фотолитотрофы
Хемолитотрофы
Фотоорганотрофы
Хемоорганотрофы
10
Источник
углерода
Представители
Задание 2. Ответьте на 3 вопроса согласно шифру (таблица 8). Для ответов можно использовать обычную ученическую
тетрадь.
Задание 3. . Заполните таблицу 7 по использованию достижений микробиологии в растениеводстве, а также в кормопроизводстве.
Таблица 7
Использование биопрепаратов в растениеводстве и
животноводстве
Биопрепараты
Основа
Цель
препарата
использования и
способ применения
1
2
3
1.Бактериальные
удобрения:
Ризоторфин
Азотобактерин
2.Микробиологические
средства защиты растений:
Энтобактерин
Дендробациллин
Битоксибациллин
Лепидоцид
БИП
11
Боверин
Триходермины
Вирин ЭКС
Вирин АББ и др.
Бактороденцид
3. Препараты для животноводства:
Кормовые дрожжи
(БВК, БВД)
Аминокислоты
Витамины
Ферменты
Закваски
12
Вопросы для выполнения контрольной работы и
подготовки к экзамену
1. Задачи микробиологии на современном этапе и роль микроорганизмов в различных отраслях народного хозяйства и
охране окружающей среды.
2. История возникновения и развития микробиологии. Периоды ее развития: описательный и физиологический.
3. Сельскохозяйственная микробиология. Вклад Виноградского С.Н, Омелянского В.Л. , Мишустина Е.Н. и др. ученых в
развитии сельскохозяйственной микробиологии
4. Мир микроорганизмов: общие и отличительные признаки.
Прокариоты и эукариоты. Методы их изучения.
5. Систематика бактерий по Берги. Значение морфологических, цитологических, культуральных, физиологических,
биохимических и др. признаков для определения вида бактерий.
6. Формы и размеры бактерий.
7. Строение бактериальной клетки.
8. Окраска по Граму. Состав и строение клеточных стенок
у грамположительных и грамотрицательных бактерий.
9. Капсулы и слизистые слои. Сущность их и значение.
10. Движение бактерий. Жгутики и фимбрии. Типы жгутования у бактерий.
11. Споры у бактерий. Образование, состав и значение эндоспор, цисты бактерий.
12. Размножение.
Способы
размножения
прокариотных и эукариотных микроорганизмов.
13. Рост популяций микроорганизмов в периодических
культурах. Фазы кривой роста, их особенности. Непрерывные
культуры и их значение.
14. Риккетсии и микоплазмы.
15. Вирусы.
16. Фаги. Практическое применение бактериофагии.
17. Актиномицеты, их систематика. Характеристика и использование.
18. Плесневые грибы, их характеристика и значение.
13
19. Дрожжи, их характеристика и использование.
20. Влияние физических факторов на микроорганизмы:
(t, влажность, давление, радиация и др.). Использование
этих факторов для регулирования микробиологических
процессов.
21. Влияние
химических
факторов на
микроорганизмы:
кислотность, концентрация растворенных в воде
веществ и др. Использование этих факторов для регулирования
микробиологических процессов.
22. Сущность стерилизации, пастеризации и дезинфекции.
23. Стерилизация: сущность и способы.
24. Регулирование
микробиологических
процессов
при
хранении
и консервировании пищевых продуктов
и кормовых средств при помощи отдельных факторов
внешней среды.
25. Взаимоотношения микроорганизмов между собой
и др. существами. Практическое использование симбиоза
и антагонизма в сельском хозяйстве и медицине.
26. Способы питания микроорганизмов. Поступление питательных веществ в микробную клетку.
27. Химический состав клеток микроорганизмов. Химический состав различных органоидов клетки.
28. Источники углерода, азота, серы, фосфора и др. элементов для разных групп микроорганизмов.
29. Типы углеродного питания у микроорганизмов.
30. Ферменты и их роль в жизнедеятельности микробной
клетки. Использование их в промышленности и сельском хозяйстве.
31. Типы дыхания микроорганизмов. Выделение тепла при дыхании и его практическое использование.
32. Роль микроорганизмов в круговороте углерода в природе.
33. Молочнокислое брожение, его возбудители и значение.
34. Спиртовое брожение, его возбудители и значение.
35. Маслянокислое и ацетоно-бутиловое брожение.
Возбудители, их значение в природе и сельском хозяйстве.
14
36. Маслянокислое брожение пектиновых веществ и его
значение в первичной обработке лубоволокнистых растений.
Виды и сущность мочки льна.
37. Разложение целлюлозы: химизм, возбудители в
аэробных и анаэробных условиях и значение этого процесса.
38. Участие микроорганизмов в круговороте азота в природе.
39. Аммонификация белковых веществ: возбудители,
ход процесса, конечные продукты в аэробных и анаэробных
условиях. Процесс аммонификации при хранении плодов и
овощей.
40. Аммонификация мочевины и хитиновых веществ:
химизм, возбудители и значение.
41. Процессы мобилизации и иммобилизации соединений азота почвы, их значение и регулирование.
42. Нитрификация, ее сущность и значение. Работы С.Н.
Виноградского.
43. Процесс денитрификации, его виды и значение.
44. Значение процессов нитрификации и денитрификации
в почве и при хранении навоза.
45. Процесс азотфиксации: свободноживущие азотфиксаторы их характеристика и значение.
Симбиотические азотфиксаторы, их характеристика и значение.
46. Принципы управления микробиологическими процессами с целью повышения плодородия почвы, увеличения урожайности с.-х. культур.
47. Микрофлора зоны корня и ее влияние на раст ение. Повышение полевой всхожести семян путем регулирования состава ризосферных микроорганизмов.
48. Микориза и микоризация растений.
49. Эпифитная микрофлора, ее сущность, состав и роль в
жизни растений.
50. Микрофлора зерна и ее изменение при разных
условиях хранения. Использование видового состава микроорганизмов при оценке качества зерна.
51. Инокуляция бобовых растений клубеньковыми бактериями. Ризоторфин, его производство, использование и эффективность.
15
52. Азотобактерин, фосфорбактерин, сущность этих
препаратов и их эффективность.
53. Методы консервирования зеленого корма и их сущность.
54. Силосование
кормов:
преимущества,
способы,
причины различной силосуемости кормов.
55. Микробиологические и биохимические процессы при
силосовании. Методы улучшения качества силоса.
56. Методы определения доброкачественности силоса.
57. Сенажирование кормов. Микробиологические процессы при созревании сенажа. Факторы, обуславливающие
сохранность сенажа.
58. Микробиология воды.
59. Микробиология воздуха.
60. Использование микроорганизмов антагонистов и антибиотических веществ для борьбы с болезнями растений и профилактики заболеваний.
61. Микробиологический метод борьбы с вредными насекомыми и грызунами. Процесс образования клубеньков у
бобовых
культур.
Значение специфичности,
вирулентности,
активности,
конкурентоспособности клубеньковых бактерий.
62. Сочетание биологического и минерального азота в
сельском
хозяйстве. Принципы управления биологической
азотфиксацией в почве.
63. Бактериальные удобрения: их получение, применение и
значение.
64. Круговорот серы в природе. Процесс сульфофикации.
65. Круговорот серы в природе. Процесс десульфофикации, возбудители и значение.
66. Участие микроорганизмов в круговороте фосфора в
природе.
67. Участие микроорганизмов в круговороте железа в природе.
68. Синтез микроорганизмами кормового белка и его
значение в питании животных.
16
69. Синтез микроорганизмами антибиотиков. Области
применения антибиотиков и механизм их действия.
70. Использование антибиотиков в сельском хозяйстве. Кормовые антибиотики, виды и механизм их действия. Использование антибиотиков в растениеводстве.
71. Синтез микроорганизмамими аминокислот, витаминов, ферментов, ростовых и др. биологически активных
веществ и их использование.
72. Задачи микробиологической
промышленности
(биотехнологии) в решении проблем питания с.-х. животных.
73. Преимущества микроорганизмов в генетических
исследованиях.
Современное представление о хромосоме
бактерий.
74. Понятие о генетическом коде и синтезе белка. Плазмиды бактерий.
75. Изменчивость
микроорганизмов.
Представление
об
изменчивости,
формы изменчивости. Значение изменчивости.
76. Генотипическая изменчивость: трансформация, трансдукция, конъюгация.
77. Мутации, мутагенные факторы, мутанты и их использование.
78. Микроорганизмы почвы, взаимоотношения их и функции.
79. Методы изучения состава, численности и суммарной биологической активности микронаселения почвы.
80. Факторы среды, определяющие формирование микробных ассоциаций почвы.
81. Количественный и качественный состав бактерий, актиномицетов и грибов в почвах различных видов. Влияние
окультуренности на численность микробного населения почвы.
82. Влияние разных способов обработки почвы на характер микробиологических процессов в почве.
83. Мелиорация и ее влияние на микрофлору почвы. Известкование кислых почв и изменение микрофлоры почвы.
84. Процессы, происходящие в навозе при разных способах хранения. Качественный и количественный состав микроорганизмов навоза разной степени разложения.
17
85. Влияние органических удобрений разной степени разложения на микрофлору почвы.
86. Влияние минеральных удобрений на микрофлору почвы.
87. Повышение коэффициента использования азотных
удобрений растением путем подавления денитрификации.
88. Влияние пестицидов на почвенную микрофлору.
89. Процесс образования клубеньков у бобовых
культур.
Значение специфичности,
вирулентности,
активности,
конкурентоспособности клубеньковых бактерий.
90. Сочетание биологического и минерального азота в
сельском
хозяйстве. Принципы управления биологической
азотфиксацией в почве.
91. Биопрепараты в защите растений от возбудителей заболеваний.
92. Химические и микробиологические показатели качества кормов.
93. Использование продуктов микробного синтеза в питании животных..
94. Распределение микробов в воде. Микробиологические показатели загрязненности воды.
95. Микрофлора воздуха, пути загрязнения воздуха микроорганизмами.
96. Способы обеззараживания воды.
97. Распространение возбудителей инфекционных заболеваний
человека через воду и воздух.
18
Таблица 8
Номера вопросов контрольной работы
Предпоследняя
цифра
0
1
2
3
4
5
6
7
8
0
1
2
1,
24,
88
11,
30,
57
2,
20,
66
15,
40,
76
3,
28,
86
12,
50,
60
10,
56,
70
13,
46,
80
6,
36,
90
4,
23,
87
12,
31,
58
3,2
1,
67
16,
41,
77
2,
29,
87
13,
51,
61
9,
55,
71
14,
45,
81
7,
35,
91
2,
28,
86
13,
33,
59
4,
22,
68
17,
42,
78
10,
27,
88
14,
52,
62
8,
53,
72
15,
44,
82
9,
34,
92
Последняя цифра шифра
3
4
5
6
3,
29,
86
14,
32,
59
9,
23,
69
18,
43,
79
4,
26,
89
15,
53,
63
7,
52,
73
7,
42,
83
8,
31,
93
5,
25,
84
15,
34,
60
1,
21,
70
19,
44.
80
6,
20,
90
16,
54,
64
1,
53,
74
11,
43,
84
10,
33,
94
6,
27,
92
16,
35,
61
2,
25,
71
11,
25,
81
5,
21,
91
17,
55,
65
2,
51,
75
18,
41,
85
1,
32.
95
7,
29,
93
17,
36,
62
6,
27,
72
12,
46,
82
8,
22,
92
18,
56,
66
3,
50,
76
19,
46,
86
2,
30,
96
7
8
9
10,
21,
94
18,
37,
63
7,
26,
73
13,
47,
63
9,
23,
93
19,
49,
67
5,
49,
77
12,
39,
87
4,
38,
57
9,
25,
95
19,
38,
64
5,
28,
75
14,
48,
84
7,
24,
94
11,
47,
68
4,
48,
78
13,
37,
88
3,
39,
58
8,
22,
96
11,
39,
65
10,
29,
74
15,
49,
85
1,
25,
95
17,
44,
69
6,
47,
79
16,
38,
89
5,
40,
59
В случае затруднений проконсультироваться можно по
тел.: 8-0152-74-29-71 (кафедра)
+375-29-5-88-63-30 или по e-mail: agra2006@mail.ru
19