4. формы промежуточного и итогового контроля

МИНОБРНАУКИ РОССИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Иркутский государственный университет»
(ФГБОУ ВПО «ИГУ»)
«Утверждаю»
_____________________
Проректор по учебной работе,
проф. И. Н. Гутник
«____»_____________20____г.
Биолого-почвенный факультет
Кафедра микробиологии
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
дисциплины «ФИЗИОЛОГИЯ И БИОХИМИЯ БАКТЕРИЙ»
Код дисциплины по учебному плану ДС.Р.9
Для студентов специальности 020209.65 «Микробиология»
г. Иркутск
1. ОРГАНИЗАЦИОННО-МЕТОДИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ
Цель курса: дать представление об особенностях физиологии бактерий, т.е. о тех
физических, химических и биологических процессах, которые происходят внутри
бактериальной клетки, а также вне клетки (в окружающей среде), но под ее воздействием.
Задачи курса:
1. Познакомить студентов с эволюцией и систематикой бактерий, основанных
прежде всего на их физиологических свойствах.
2. Рассмотреть наиболее важные аспекты теории и практики культивирования
бактерий.
3. Разобраться в особенностях ферментов бактерий, в том числе, уникальных
микробных ферментов, а также зависимости интенсивности ферментных реакций
от химических и физических факторов культивирования продуцентов.
Место курса в профессиональной подготовке выпускника
Этот курс читается студентам, выбравшим специальность «Микробиология». Вопросы,
рассматриваемые в данном курсе, подчинены достаточно важной проблеме: студенты
должны понять ту ключевую роль, которую микроорганизмы играют в биосфере благодаря
своим физиологическим свойствам, в том числе уникальным характеристикам.
2. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЧАСОВ ПО ТЕМАМ И ВИДАМ РАБОТ
для студентов очного отделения
№
1
2
3
4
Темы, разделы
Тема 1. Предмет и
методология дисциплины.
Тема 2. Эволюция бактерий
и направление в
современной систематике
бактерий.
Тема 3. Теория и практика
культивирования бактерий.
Тема 4 . Энзимы бактерий,
их особенности. Некоторые
аспекты бактериального
использования.
ИТОГО
Всего
часов
Виды подготовки
Самостоятельная
работа
Лекции
Практические
занятия
Самост.
работа
студенто
в
КСР
10
4
-
6
-
23
10
-
12
1
26
14
-
12
-
21
8
-
12
1
80
36
-
42
2
3. СОДЕРЖАНИЕ ПРОГРАММЫ
3.1. Общее (по всем темам)
Тема 1. Предмет и методология дисциплины.
Что изучает физиология бактерий. Основные направления исследований, связь с
другими науками. Методология дисциплины. С чем связано возникновение физиологобиохимического направления в бактериологии.
Тема 2. Эволюция бактерий и направление в современной систематике бактерий.
Эволюция бактерий с точки зрения их конструктивного и энергетического обмена.
Разные направления в систематике бактерий: систематика, основанная на физиологобиохимических свойствах, нумерическая таксономия, геносистематика. Что такое вид у
бактерий с точки зрения современных научных знаний.
Тема 3. Теория и практика культивирования бактерий.
Метаболизм, рост, развитие и размножение бактерий. Связь между ними. Рост особи
и культуры, измерение их роста. Время генерации и скорость роста бактерий.
Периодическая, непрерывная и синхронная культуры. Варианты и способы культивирования
бактерий.
Тема 4. Энзимы бактерий, их особенности. Некоторые аспекты бактериального
использование.
Ферменты микроорганизмов, их особенности. Продуценты ферментов и их
практическое использование. Ферменты углеводного обмена. Цитазы, пектиназы,
протеолитические ферменты микробного происхождения, липаза, аспарагиназа, нуклеазы,
глюкооксидаза, каталаза и др. ферменты. Редкие и уникальные ферменты, продуцентами
которых являются микроорганизмы. Селекция продуцентов ферментов. Практическое
значение и использование микробных ферментов. Иммобилизованные микробные ферменты,
их практическое применение. Химический аспект адаптационной изменчивости бактерий.
наследственная изменчивость. Биохимические соотношения: организм-хозяин – паразит.
Геохимическая деятельность бактерий.
3.2. Темы семинарских занятий (не предусмотрены учебным планом)
3.3. Тематика заданий для самостоятельной работы
1. Типы бактериальной изменчивости (адаптационная, генотипическая –
мутационная, комбинативная. Роль плазмид. Селекция промышленных штаммов).
2. Явление L-трансформации и диссоциации у бактерий.
3. биохимичские
соотношения:
организм-хозяин
–
паразит
(факторы.
Способствующие проникновению и размножению бактерий в тканях и жидкостях
восприимчивого организма).
4. Понятия «патогенность», «вирулентность», «паразитизм». Обменные особенности
и патогенность бактерий. Биохимические изменения, которыми сопровождается
развитие патогенных бактерий в тканях и жидкостях макроорганизма.
5. Мембраны бактерий и дыхательная цепь: структурная, молекулярная организация,
химический состав, функции.
6. Геохимическая деятельность бактерий, характеристика основных групп
микроорганизмов месторождений полезных ископаемых.
7. Микробное выщелачивание цветных редких и благородных металлов из руд.
8. Математические методы оценки результатов микробиологических исследований
(основные понятия теории вероятностей. Определение основных понятий,
применяющихся при статистической обработке данных. Нахождение
доверительных интервалов. Оценка достоверности различий между двумя
выборочными совокупностями).
9. Термофильные бактерии, их классификация, физиологические особенности и
практическое использование.
10. Иммунохимические особенности бактерий. Разнообразие методов, основанных на
антигенных свойствах бактерий.
11. Типы бактериальной изменчивости.
12. Явление L-трансформации у бактерий.
13. Понятия «патогенность, вирулентность и паразитизм». Обменные особенности и
патогенность бактерий.
14. Иммобилизованные ферменты бактерий, способы иммобилизации, практическое
использование.
15. Антигенные особенности бактерий.
16. Иммунохимические методы в диагностике инфекционных заболеваний.
17. Использование серологических методов в дифференциации и идентификации
бактерий.
18. Мезофильные, термофильные, психрофильные и галофильные бактерии, их
физиологические особенности.
19. Архебактерии, их отличительные свойства в сравнении с эубактериями.
3.4. Примерный список вопросов к зачету
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
Предмет физиологии бактерий. Основные направления исследований, связь с
другими науками, методы исследований, достижения.
Некоторые методологические особенности развития физиологии бактерий в ХХI
веке. Перспективы развития.
допастеровский период развития микробиологии. Основоположник физиологобиохимического направления в микробиологии. Выдающиеся исследователи
этого направления (их вклад).
Эволюция бактерий (с точки зрения их конструктивного и энергетического
обмена).
Нумерическая таксономия бактерий.
Геносистематика бактерий.
Рост. Развитие и размножение бактерий.
Рост особи и культуры, измерение их роста.
Чистые культуры и их значение.
Периодическая культура: понятие, фазы роста.
Время генерации, его вычисление.
Скорости роста: валовая (абсолютная), удельная (относительная) - понятия,
вычисление.
Проточное (непрерывное) культивирование – общие сведения, сущность
принципа.
Хемостат: принцип метода, примеры математического моделирования
(математические модели концентрации лимитирующего рост субстрата и
ингибирующего метаболита).
Турбидостат: принцип метода, авторы, в каких процессах можно использовать.
рН-стат и оксистат: сущность методов, их характеристика.
Техническое оформление процессов роста микроорганизмов на протоке.
Возможности проточной культуры.
Особенности ферментов микроорганизмов.
Продуценты микробных ферментов, их практическое использование.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
27.
28.
29.
30.
31.
32.
33.
34.
35.
36.
37.
38.
39.
40.
41.
42.
43.
44.
45.
46.
47.
Ферменты углеводного обмена: функция, продуценты, практическое
использование.
Цитазы, пектиназы, протеолитические ферменты микробного происхождения:
функция, применение.
Липаза, аспарагиназа, нуклеазы, глюкооксидаза, каталаза: функции,
использование.
Использование микробных ферментов в виде смесей, а также в качестве
лекарственных препаратов.
Селекция микроорганизмов-продуцентов ферментов.
Промышленная технология получения ферментов: питательные среды,
используемые для культивирования ферментов, методы выращивания
продуцентов в условиях производства.
Параметры, нуждающиеся в контроле и регуляции в процессе производства
ферментов. Получение неочищенных ферментных препаратов.
Получение
сиропов
(сгущение
культуральной
жидкости),
способы
концентрирования ферментного раствора, высушивание и хранение. Получение
высокоочищенных ферментов.
Иммобилизованные ферменты (на примере использования иммобилизованной
пенициллинамидазы): химизм катализируемого процесса, преимущества
использования иммобилизованного фермента.
Применение иммобилизованных ацилаз, аспартазы. Глюкозоизомеразы,
тирозиназы. Перспективы использования иммобилизованных ферментов.
Фенотипическая изменчивость бактерий.
Мутационная и комбинативная изменчивость. Роль плазмид в изменчивости
бактерий.
Понятия «паразитизм», «патогенность» и
«вирулентность». Факторы
патогенности.
Химический состав и структурная организация мембранного аппарата у
грамположительных и грамотрицательных бактерий.
Функциональные особенности мембранных структур бактерий.
Микробное население (бактерии месторождений цветных, редких и благородных
металлов).
Роль микроорганизмов в растворении золота. Что известно о механизме
процессов, осуществляемых микроорганизмами.
Микроорганизмы (какие), обладающие способностью усваивать тяжелые
металлы, механизм процесса, практическое значение.
Классификация бактерий в зависимости от отношения к температуре.
Классификация термофильных бактерий.
Особенности термофильных бактерий (молекулярный аспект).
Основные понятия теории вероятностей (события, вероятность, уровнь
вероятности, уровень значимости, варианта, среднее арифметическое,
квадратичные ошибки).
Нахождение доверительных интервалов.
Антигены бактерий – иммунологическая оценка (полноценные, гаптены,
специфичность, разнообразие).
Методы идентификации бактерий, основанные на антигенных свойствах.
Взаимоотношения: организм-хозяин – паразит; иммунные особенности человека.
Токсины бактерий, их природы, локализация, классификация. Значение.
Факторы окружающей среды и реакция микроорганизмов на воздействия этих
факторов.
Механизм переноса растворенных веществ через клеточную стенку и
цитоплазматическую мембрану.
48.
49.
50.
51.
52.
53.
54.
Аэробное и анаэробное дыхание.
Получение энергии за счет неорганических веществ и за счет видимого света.
Биосинтез нуклеиновых кислот и белков.
Регуляция действия ферментов.
Воспроизведение ядерных субстанций и рибосом.
Репликация клеточной стенки.
Лизогения, ее практическое значение.
4. ФОРМЫ ПРОМЕЖУТОЧНОГО И ИТОГОВОГО КОНТРОЛЯ
Студенты выполняют и представляют рефераты по избранным темам
самостоятельной работы, оценка которых осуществляется в ходе проведения занятий. Кроме
того, в процессе чтения лекций преподаватель задает контрольные вопросы на предмет
усвоения лекционного материала и способности связывать его с имеющимися базовыми
знаниями. Это – промежуточный контроль.
Итоговым контролем является сдача зачета.
5. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ КУРСА
Интернет-ресурсы
1. www.school.edu.ru
2. www.sbio.info
3. www.cbio.ru
Оборудование
Мультимедиапроектор, ноутбук, проектор «Оверхард».
Материалы
Иллюстративный материал, таблицы.
ЛИТЕРАТУРА:
Основная
1. Гусев М.В. Микробиология: Учеб. для студ. вузов / М.В. Гусев, Л.А. Минеева. М.: Академия, 2006.
2. Емцев В.Т. Микробиология / В.Т. Емцев, Е.Н. Мишустин. - М.: Дрофа, 2006.
Дополнительная
1. Воробьёв А.А. Медицинская и санитарная микробиология / А.А. Воробьев, Ю.С.
Кривошеин, В.П. Широбоков. - М.: Академия, 2003.
2. Колешко О.И. Микробиология с основами вирусологии / О.И. Колешко, Т.В.
Завезенова. – Иркутск: ИГУ, 1999.
3. Нетрусов А.И. Микробиология / А.И. Нетрусов, И.Б. Котова. – М.: Изд. центр
«Академия», 2005.
ЛИСТ ОБНОВЛЕНИЯ
Дата
Внесенные обновления
Подпись
автора
Подпись
зав.
кафедрой
Программу составила Талалаева Г.Б., к.б.н., доцент кафедры микробиологии
биолого-почвенного факультета ИГУ __________
Программа рассмотрена и утверждена на заседании кафедры микробиологии
____________
дата
Зав. кафедрой микробиологии профессор Б. Н. Огарков
__________
Согласовано: председатель УМК биолого-почвенного факультета профессор А.
Н. Матвеев __________