МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Дальневосточный государственный университет»
(ДВГУ)
ИНСТИТУТ ХИМИИ И ПРИКЛАДНОЙ ЭКОЛОГИИ
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДИСЦИПЛИНЫ
Микробиология
Специальность — 020101.65- Химия
Кафедра биоорганической химии и
биотехнологии
курс ____2___ семестр ___4_____
лекции __34__ (час.)
практические занятия______час.
семинарские занятия________час.
лабораторные работы_______час.
консультации
всего часов аудиторной нагрузки____34____ (час.)
самостоятельная работа ___16______ (час.)
реферативные работы (количество)
контрольные работы (количество)
зачет ___________ семестр
экзамен______4____семестр
Учебно-методический комплекс составлен в соответствии с требованиями Государственного
образовательного стандарта высшего профессионального образования II поколения, № ГОС. РЕГ 127 ЕН/СП
от 10 марта 2000 г.
Учебно-методический комплекс дисциплины обсужден на заседании кафедры биоорганической химии и
биотехнологии
протокол 117 от « 16 » июня 2010 г.
Заведующий кафедрой: В.А. Стоник
Составитель : В.В. Михайлов.
Аннотация
Учебно-методический
комплекс
дисциплины
«Микробиология»
разработан для студентов 2 курса по специальности 020101.65 «Химия» в
соответствие с требованиями ГОС 2 ВПО по данной специальности .
Дисциплина «Микробиология» входит в раздел ЕН.В1 – Дисциплины по
выбору.
Общая трудоемкость освоения дисциплины 50 часов. Учебным планом
предусмотрены лекционные занятия (34 часа), и самостоятельная работа
студента (16 часов). Дисциплина реализуется на 2 курсе в 4 семестре.
Содержание дисциплины охватывает круг вопросов, связанных с
историей микробиологии, современным состоянием микробиологии,
значением этой науки в разрешении общебиологических проблем,
современной филогенетической системой бактерий, архей и эукарий,
экологией микроорганизмов и использованием их в современной
биотехнологии. Дисциплина «Микробиология» логически и содержательно
связана с такими курсами, как «Органическая химия», «Биоорганическая
химия», «Биохимия», «Общая биология и цитология».
Учебно-методический комплекс включает в себя:
рабочую программу дисциплины;
развернутый план лекций;
материалы для организации самостоятельной работы студентов
(маршрутная схема изучения дисциплины);
контрольно-измерительные материалы;
список литературы (в том числе интернет-ресурсов);
глоссарий;
дополнительные материалы: (рейтинг-план).
Автор-составитель учебно-методического комплекса
доктор биологических наук, профессор кафедры биоорганической химии
и биотехнологии ШЕН ДВФУ
Михайлов В.В.
Зав. кафедрой биоорганической химии и биотехнологии
2
В.А. Стоник
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Дальневосточный государственный университет»
(ДВГУ)
ИНСТИТУТ ХИМИИ И ПРИКЛАДНОЙ ЭКОЛОГИИ
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ (РПУД)
Микробиология
Специальность —020101.65 – Химия
Форма подготовки - очная
Кафедра биоорганической химии и биотехнологии
курс ___2___ семестр ____4____
лекции _34_ (час.)
практические занятия_______час.
лабораторные работы_______час.
всего часов аудиторной нагрузки____34___ (час.)
самостоятельная работа ___16__ (час.)
контрольные работы (количество)
зачет ___________ семестр
экзамен____4_____семестр
Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта
высшего профессионального образования II поколения (№ ГОС. РЕГ 127 ЕН/СП от «10» марта 2000 г.)
Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры биоорганической химии и биотехнологии, протокол
№ 117от «16» июня 2010г.
Заведующий кафедрой: В.А. Стоник
Составитель : В.В. Михайлов .
3
Оборотная сторона титульного листа РПУД
I. Рабочая программа пересмотрена на заседании кафедры:
Протокол от «_____» _________________ 20___ г. № ______
Заведующий кафедрой _______________________ ___В.А. Стоник__
(подпись)
(И.О. Фамилия)
II. Рабочая программа пересмотрена на заседании кафедры:
Протокол от «_____» _________________ 20___ г. № ______
Заведующий кафедрой _______________________ ___В.А. Стоник__
(подпись)
(И.О. Фамилия)
4
Аннотация
Дисциплина «Микробиология» предназначена для студентов
специальности 020101.65-«Химия», специализации «Биоорганическая химия».
Дисциплина «Микробиология» относится к разделу ЕН В1 – Дисциплины по
выбору.
Курсу «Микробиология» предшествуют курсы: «Органическая химия»,
«Биоорганическая химия», «Биохимия», «Общая биология и цитология».
Цели освоения дисциплины:
Углубленное изучение современной общей микробиологии, которая
является фундаментальной биологической дисциплиной, неразрывно
связанной с химией, биохимией и биотехнологией.
Задачи
Получить знания:
1. об истории микробиологии;
2. биогеохимической деятельности микроорганизмов, их экологии и
использовании в биотехнологии;
3. современной филогенетической системе бактерий, архей и эукарий;
4. современном состоянии и пути развития микробиологии, значении этой
науки в разрешении общебиологических проблем.
I. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ЧАСТИ
КУРСА
ВОЗНИКНОВЕНИЕ И РАЗВИТИЕ МИКРОБИОЛОГИИ (4 часа)
Базовые знания:
Предмет и
задачи
микробиологии. Ведущая роль микробиологии
в
разрешении общебиологических проблем. Многоцарственная система живого
органического клеточного мира. Неклеточный мир: вирусы, вироиды.
Различия между эукариотами и прокариотами. Бактерии и археи.
5
Обоснование микробиологии как науки. Универсальное филогенетическое
древо жизни. Открытие микроорганизмов А. ван Левенгуком, Р. Гуком, А.
Кирхером. Основатель современной микробиологии - Луи Пастер. «Золотой
век» микробиологии - работы Р.Коха, М. Бейеринка, И.И. Мечникова.
Значение работ С.Н. Виноградского. Биохимическое единство жизни - А.
Клюйвер, Н. ван Ниль, Я. Донкер. Исследования К. Воуза.
Знания, желательные для освоения:
Ведущая роль микробиологии в разрешении общебиологических проблем.
В.И. Вернадский и биосфера.
Творческие знания и умения:
Уметь различать прокариотов и эукариотов. Понимать биосферологические
проблемы. Уметь понимать современные филогенетические молекулярнобиологические построения
СИСТЕМАТИКА БАКТЕРИЙ И АРХЕЙ (6 часов)
Базовые знания:
Термины
и
понятия:
идентификация,
систематика,
номенклатура,
фенотип,
таксономия,
генотип,
классификация,
классическая
и
генотипическая систематика. Полифазная таксономия. Задачи и значение
систематики. Систематика - наука о биоразнообразии и филогении.
Историческая справка о возникновении и развитии систематики. Естественные
и искусственные системы. История систематики микроорганизмов. Основные
положения «Международного кодекса номенклатуры бактерий» Значение
коллекций
культур
микроорганизмов.
Рутинная
классификация:
«взвешивание» признаков, нумерический анализ. Фенотипические признаки:
морфология, подвижность - жгутики, трансмембранный электро - химический
потенциал,
капсулы,
слизистые
слои,
чехлы,
фимбрии
и
пили,
споробразование, культуральные признаки, физиологические признаки - 8
6
типов трофии, типы дыхания, типирование бактериофагами, серологические
признаки, окраска по Граму, строение клеточной стенки и мембраны и их
функции, размножение бактерий, липидный и жирнокислотный состав,
белковая таксономия. Геносистематика. История открытия и изучения
нуклеиновых кислот: Гоппе-Зейлер, Ф. Мишер, А. Коссель, Р. Альтман, П.
Левин, Р. Фельген, А.Р. Кизель, А. Н. Белозерский, опыт Ф. Гриффитса и его
объяснение О. Эвери, Ф. Мак Леодом и Р. Мак Карти. Модель ДНК УотсонаКрика. Правила Э. Чаргаффа. Основополагающие работы по геносистематике
- Белозерский, Спирин и Шугаева, Ли, Вайль и Барбю. Нуклеотидный состав
ДНК. Размер генома. Фингерпринтинг. ДНК-ДНК-гибридизация. ДНК-рРНКгибридизация. ДНК-зонды. Секвенирование. Основополагающая работа
Цукеркандла и Полинга. Значение работ по сиквенсу рибосомных РНК для
филогении микроорганизмов и других форм жизни. Исследования Д. де Лея и
К.
Воуза.
Границы
применимости
различных
методов
систематики.
Современная систематика бактерий и архей (краткое описание типов
(филумов)).
Знания, желательные для освоения:
История систематики микроорганизмов.
Творческие знания и умения:
Нужно представлять себе современную систематику бактерий и архей.
КУЛЬТИВИРОВАНИЕ, РОСТ И РАЗВИТИЕ БАКТЕРИЙ (6 часов)
Базовые знания:
Выделение. Накопительные культуры и принцип элективности. Аксенические
культуры. Основные типы питательных сред. Культивирование, действие
химических, физических и биологических факторов. Химический состав
бактериальной клетки. Поступление веществ в клетку, питание. Параметры
кривой роста. Стерилизация.
7
Катаболизм.
Ферменты.
Пути
катаболизма
гексоз.
Фруктозо-1,6-
бисфосфатный путь (Эмдена-Мейергофа-Парнаса). Пентозофосфатнй путь.
Путь Энтнера-Дудорофа. Цикл трикарбоновых кислот. Типы брожения.
Дыхание. Кометаболизм. Анаболизм. Регуляция метаболизма. Эволюция
путей метаболизма.
Знания, желательные для освоения:
Химический состав прокариотной клетки. Ферменты.
Творческие знания и умения:
Необходимо знание основ культивирования и основные типы питательных
сред. Понимать, что означает длительность лаг-фазы. Регуляция метаболизма
ГЕНЕТИКА БАКТЕРИЙ (4часа)
Базовые знания:
Синтез белка и генетический код: репликация ДНК, транскрипция ДНК,
генетический код, синтез белка. Мутации. Передача признаков и генетическая
рекомбинация: трансформация, конъюгация и плазмиды, трансдукция.
Рестрикция
и
модификация.
Молекулярное
клонирование.
Слияние
протопластов.
Знания, желательные для освоения:
Выдающееся открытие О. Эвери, Ф. Мак Леода и Р. Мак Карти – начало
современной (настоящей) генетики.
Творческие знания и умения:
Необходимо знать, как происходит генетическая рекомбинация у прокариот.
ВИРУСЫ (4 часа)
Базовые знания:
8
Открытие Д.Я. Ивановского. Работы Бейеринка, Стэнли, Туорта, д ,Эреля.
Размножение вирусов. ДНК-содержащие бактериофаги: литический цикл
инфекции. Лизогения. РНК-содержащие бактериофаги. Вироиды.
Знания, желательные для освоения:
Неклеточная жизнь.
Творческие знания и умения:
Лизогения. Прионы (неживые инфекционные белки).
ГРИБЫ, ВОДОРОСЛИ, ПРОСТЕЙШИЕ (2 часа)
Базовые знания:
Понятие о грибах, водорослях, простейших. Общий план строения, сведения о
функциях, роли в биосфере, современная классификация.
Знания, желательные для освоения:
Биосферная функция.
Творческие знания и умения:
Современная классификация.
ЭКОЛОГИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ. ГЕОХИМИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ
(4 часа)
Базовые знания:
Экосистема и биогеоценоз. Экологическая ниша. Местообитание. Аут- и
синэкология. Революция в современной микробной экологии. Численность
микробов в биосфере. Симбиоз sensu lato и sensu srtricto. Патогенность и
иммунитет. Микроорганизмы и загрязнение окружающей среды. Экология биологическая наука.
9
В.И. Вернадский, биосфера и биогеохимия. Циклы углерода, азота, серы,
фосфора и других элементов. Минерализация различных веществ. Роль
микрооорганизмов в геохимических процессах зоны гипергенеза и процессах
почвообразования
и
выветривания,
В.И.
Докучаев,
П.А.
Костычев.
Микроорганизмы и гомеостаз биосферы.
Знания, желательные для освоения:
Экологическая ёмкость природы. Понятие о ноосфере.
Творческие знания и умения:
Уметь обосновать то, что экология является биологической наукой. Уметь
понимать ход биогеохимических циклов.
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МИКРООРГАНИЗМОВ ЧЕЛОВЕКОМ (2 часа)
Базовые знания:
Получение пищевых продуктов, химических веществ, ферментов, биосенсоров
для оценки состояния окружающей среды. Микробиологические методы
борьбы с насекомыми и другими вредителями в хозяйственной деятельности
человека. Получение лекарственных препаратов. Стратегия поиска новых
биоактивных метаболитов.
Знания, желательные для освоения:
Современные стратегии поиска новых биоактивных метаболитов.
Творческие знания и умения:
Необходимо понимать, как широко применяются микроорганизмы.
ПРОКАРИОТЫ И ЭВОЛЮЦИОННЫЙ ПРОЦЕСС (2 часа)
Базовые знания:
10
Теории происхождения жизни на Земле: взгляды А.И. Опарина, В.И.
Вернадского, С.Н. Виноградского, К. Воуза и некоторых других учёных.
Прогетоты. Ранняя биосфера и ранние сообщества микроорганизмов.
Реликтовые
сообщества.
Цианобактерии
и
строматолиты.
Теории
происхождения эукариотной клетки. Крупнейший ароморфоз - смена
атмосферы. Важнейшая роль прокариот в создании и поддержании гомеостаза
биосферы планеты. Отличие живого от неживого, жизнь и космос.
Прокариоты и синтетическая теория эволюции.
Знания, желательные для освоения:
Теории происхождения эукариотной клетки.
Творческие знания и умения:
Жизнь и космос.
II. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ПРАКТИЧЕСКОЙ ЧАСТИ
КУРСА
Не предусмотрена учебным планом.
III. КОНТРОЛЬ ДОСТИЖЕНИЯ ЦЕЛЕЙ КУРСА
Контрольные работы
Контрольная работа № 1.
1. Открытие микроорганизмов.
2. Значение работ Л. Пастера.
3. Значение работ С.Н. Виноградского.
4. Значение работ Р. Коха.
Контрольная работа № 2.
1. Открытие вирусов.
2. Универсальное филогенетическое древо жизни К. Воуза.
3. Систематика бактерий и архей: термины и понятия.
4. Биохимическое единство жизни
Контрольная работа № 3.
11
1. История открытия и изучения нуклеиновых кислот.
2. Мутации.
3. Революционные опыты Эйвери, Маклеода и Маккарти.
4. Мимбиоз.
Контрольная работа № 4.
1. Круговорот веществ в природе.
2. Биомика, протеомика, метаболомика и т.д.
3. Значение работ В.И. Вернадского.
4. Экология – биологическая наука.
Вопросы к экзамену.
1. Предмет и задачи микробиологии.
2. Многоцарственная система живого мира.
3. История микробиологии.
4. Экологическая ниша.
5. Открытие вирусов.
6. Неклеточный мир: вирусы, вироиды, прионы.
7. Значение работ Л. Пастера.
8. Систематика бактерий и архей: термины и понятия.
9. Вирусы.
10. Задачи и значение систематики.
11. Рестрикция и модификация.
12. Классическая и генотипическая систематика.
13. Биохимическое единство жизни.
14. Реликтовые сообщества бактерий и архей.
15. Грибы.
16. История систематики.
17. Понятие об экосистеме.
18. Основные положения «Международного кодекса номенклатуры бактерий.
19. Нуклеотидный состав ДНК.
12
20. Аксенические культуры.
21. Значение коллекций культур микроорганизмов.
22. История открытия и изучения нуклеиновых кислот.
23. Поступление веществ в прокариотную клетку.
24. Основные параметры кривой роста.
25. Границы применимости различных методов систематики.
26. Аут- и синэкология.
27. Водоросли.
28. Лизогения.
29. Окраска по Граму.
30. Генетическая рекомбинация: трансформация.
31. Современная микробная экология.
32. Нумерический анализ.
33. Фенотипические признаки бактерий (рутинная идентификация).
34. Метаболический путь Энтнера-Дудорофа.
35. Местообитание.
36. Экология - биологическая наука.
37. РНК-содержащие бактериофаги.
38. Мутуализм.
39. ДНК-содержащие бактериофаги: литический цикл инфекции.
40. ДНК-ДНК-гибридизация.
41. Химический состав бактериальной клетки.
42. Геносистематика.
43. Ферменты.
44. Цикл углерода и кислорода.
45. Цикл азота в биосфере.
46. Восемь типов трофии у прокариот.
47. Отличия про- и эукариот
48. Отличия бактерий и архей.
49. Значение работ С.Н. Виноградского.
13
50. Цикл фосфора.
51. Симбиоз.
52. Работы Р. Коха.
53. Важнейшая роль прокариот в создании и поддержании гомеостаза биосферы.
54. Прокариоты и эволюционный процесс.
55. «Золотой век» микробиологии.
56. Полифазная таксономия.
57. Определитель Берги-1994.
58. Культивирование бактерий.
59. Консорции и сукцессии.
60. Цикл серы.
61. Метаболический путь Эмбдена-Мейергофа-Парнаса.
62. Размножение вирусов.
63. Генетическая рекомбинация: конъюгация и плазмиды.
64. Работы М. Бейеринка.
65. Цианобактерии и строматолиты.
66. Экология микроорганизмов.
67. Значение работ Д. де Лея и К Везе.
68. Теории происхождения жизни на Земле.
69. .«The Prokaryotes» (1992): попытка филогенетической систематики.
70. Основные типы питательных сред.
71. Экосистема по Тэнсли и биогеоценоз по Сукачёву.
72. Революция в современной систематике живого.
73. Пентозофосфатный путь катаболизма гексоз.
74. Отличия живого от неживого, жизнь и космос.
75. Брожение.
76. Белковая таксономия.
77. Слияние протопластов.
78. Генетическая рекомбинация: трансдукция.
79. Теории происхождения эукариотной клетки.
14
80. Молекулярное клонирование.
81. Цикл трикарбоновых кислот.
82. Значение работ В.И. Вернадского.
83. Гомеостаз экосистемы.
84. Использование микроорганизмов человеком.
85. Идентификация бактерий.
86. Дрожжи.
87. Отношение микроорганизмов к температуре, pH, Eh, aw, солёности, кислороду.
88. Ведущая роль микробиологии в разрешении общебиологических проблем.
89. Стратегия поиска новых биоактивных метаболитов микроорганизмов.
IV. ТЕМАТИКА И ПЕРЕЧЕНЬ КУРСОВЫХ РАБОТ И РЕФЕРАТОВ
Не предусмотрены учебным планом.
V. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Основная литература
1. Пивкин, М.В. Морские грибы и их метаболиты / М.В. Пивкин,
Т.А.Кузнецова, В.В. Сова. - Владивосток: Изд. Дальнаука, 2006. - 248с.
2. Пиневич, А.В. Микробиология. Биология прокариотов. 3т. / А.В.
Пиневич. – С-Пб.: Издательский дом Санкт-Петербургского Университета,
2007 - 965 с
Дополнительная литература
1. Гусев, В.С. Общая микробиология / В.С. Гусев, А.М. Минеева. – М.:
Изд-во Моск. Ун-та, 1994. - 350 с.
2. Шлегель, Г. Общая микробиология / Г. Шлегель. - М.: Мир, 1989. –
567 с.
3. Стениер, Р. Мир микробов. 3т. / Р. Стениер, Э. Эдельберг, Дж. Ингрэм
. - М.: Мир, 1979. - 702 с.
15
4. Методы общей микробиологии. 3т./ Ред. Ф. Герхард. - М.: Мир, 19831984. - 285 с.
5. Периодические научные журналы: «International Journal of Systematic
and Evolutionary Microbiology», «Microbiology and Molecular Biology Reviews»,
«Journal of Bacteriology», «Микробиология», «Биотехнология».
Программное обеспечение и Интернет-ресурсы
1. Иванова Е.Ю. Микробиология: Учебное пособие. - Воронеж: ИПЦ ВГУ,
2007. - 100 с. - http://window.edu.ru/resource/304/59304
2. Иванова
Е.Ю.
Основы
микробиологии
и
экологии
бактерий:
Методические указания. - Воронеж: Изд-во ВГУ, 2000. - 28 с. http://window.edu.ru/resource/867/39867
3. Сидоренко О. Д.Микробиология: Учебник для агротехнологов / О.Д.
Сидоренко, Е.Г. Борисенко, А.А. Ванькова, Л.И. Войно. - М.: ИНФРАМ, 2010. - 287 с.: ил.; 60x90 1/16. - (Высшее образование)
http://znanium.com/bookread.php?book=203961
VI. Материально-техническое обеспечение дисциплины
Проведение лекций с использованием мультимедийной аппаратуры для
демонстрации иллюстративного материала.
16
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Дальневосточный государственный университет»
(ДВГУ)
ИНСТИТУТ ХИМИИ И ПРИКЛАДНОЙ ЭКОЛОГИИ
КОНСПЕКТЫ ЛЕКЦИЙ
Микробиология
Специальность —020101.65 - Химия
Форма подготовки - очная
г. Владивосток
2010
17
Лекция 1. Возникновение и развитие микробиологии (4час.)
Предмет и
задачи
микробиологии. Ведущая роль микробиологии
в
разрешении общебиологических проблем. Многоцарственная система живого
органического клеточного мира. Неклеточный мир: вирусы, вироиды.
Различия между эукариотами и прокариотами. Бактерии и археи.
Обоснование микробиологии как науки. Универсальное филогенетическое
древо жизни. Открытие микроорганизмов А. ван Левенгуком, Р. Гуком, А.
Кирхером. Основатель современной микробиологии - Луи Пастер. «Золотой
век» микробиологии - работы Р.Коха, М. Бейеринка, И.И. Мечникова.
Значение работ С.Н. Виноградского. Биохимическое единство жизни - А.
Клюйвер, Н. ван Ниль, Я. Донкер. Исследования К. Воуза. Ведущая роль
микробиологии в разрешении общебиологических проблем. В.И. Вернадский
и биосфера.
Лекция 2. Систематика бактерий и архей (6 час.)
Термины
и
понятия:
идентификация,
систематика,
номенклатура,
фенотип,
таксономия,
генотип,
классификация,
классическая
и
генотипическая систематика. Полифазная таксономия. Задачи и значение
систематики. Систематика - наука о биоразнообразии и филогении.
Историческая справка о возникновении и развитии систематики. Естественные
и искусственные системы. История систематики микроорганизмов. Основные
положения «Международного кодекса номенклатуры бактерий» Значение
коллекций
культур
микроорганизмов.
Рутинная
классификация:
«взвешивание» признаков, нумерический анализ. Фенотипические признаки:
морфология, подвижность - жгутики, трансмембранный электро - химический
потенциал,
капсулы,
слизистые
слои,
чехлы,
фимбрии
и
пили,
споробразование, культуральные признаки, физиологические признаки - 8
типов трофии, типы дыхания, типирование бактериофагами, серологические
признаки, окраска по Граму, строение клеточной стенки и мембраны и их
функции, размножение бактерий, липидный и жирнокислотный состав,
18
белковая таксономия. Геносистематика. История открытия и изучения
нуклеиновых кислот: Гоппе-Зейлер, Ф. Мишер, А. Коссель, Р. Альтман, П.
Левин, Р. Фельген, А.Р. Кизель, А. Н. Белозерский, опыт Ф. Гриффитса и его
объяснение О. Эвери, Ф. Мак Леодом и Р. Мак Карти. Модель ДНК УотсонаКрика. Правила Э. Чаргаффа. Основополагающие работы по геносистематике
- Белозерский, Спирин и Шугаева, Ли, Вайль и Барбю. Нуклеотидный состав
ДНК. Размер генома. Фингерпринтинг. ДНК-ДНК-гибридизация. ДНК-рРНКгибридизация. ДНК-зонды. Секвенирование. Основополагающая работа
Цукеркандла и Полинга. Значение работ по сиквенсу рибосомных РНК для
филогении микроорганизмов и других форм жизни. Исследования Д. де Лея и
К.
Воуза.
Границы
применимости
различных
методов
систематики.
Современная систематика бактерий и архей (краткое описание типов
(филумов)). История систематики микроорганизмов.
Лекция 3. Культивирование, рост и развитие микроорганизмов.
Метаболизм (5 час.)
Выделение. Накопительные культуры и принцип элективности. Аксенические
культуры. Основные типы питательных сред. Культивирование, действие
химических, физических и биологических факторов. Химичесий состав
бактериальной клетки. Понятие о метаболизме и его регуляции. Поступление
веществ в клетку, питание. Параметры кривой роста. Грибы. Стерилизация.
Катаболизм.
Ферменты.
Пути
катаболизма
гексоз.
Фруктозо-1,6-
бисфосфатный путь (Эмдена-Мейергофа-Парнаса). Пентозофосфатный путь.
Путь Энтнера-Дудорофа. Цикл трикарбоновых кислот. ЦИК, типы брожения.
Дыхание. Кометаболизм. Анаболизм. Регуляция метаболизма. Химический
состав прокариотной клетки. Ферменты.
Лекция 4. Генетика бактерий (4 час.)
Синтез белка и генетический код: репликация ДНК, транскрипция ДНК,
генетический код, синтез белка. Мутации. Передача признаков и генетическая
рекомбинация: трансформация, конъюгация и плазмиды, трансдукция.
Рестрикция
и
модификация.
Молекулярное
19
клонирование.
Слияние
протопластов. Выдающееся открытие О. Эвери, Ф. Мак Леода и Р. Мак Карти
– начало современной (настоящей) генетики.
Лекция 5. Вирусы (4 час.)
Открытие Д.Я. Ивановского. Работы Бейеринка, Стэнли, Туорта, д,Эреля.
Размножение вирусов. ДНК-содержащие бактериофаги: литический цикл
инфекции. Лизогения. РНК-содержащие бактериофаги. Вироиды. Неклеточная
жизнь.
Лекция 6. Грибы, водоросли, простейшие (2 час.)
Понятие о грибах, водорослях, простейших. Общий план строения, сведения о
функциях, роли в биосфере, современная классификация. Биосферная
функция.
Лекция 7. Экология микроорганизмов. Геохимическая деятельность (4
час.)
Экосистема и биогеоценоз. Экологическая ниша. Местообитание. Аут- и
синэкология. Революция в современной микробной экологии. Численность
микробов в биосфере. Симбиоз sensu lato и sensu srtricto. Патогенность и
иммунитет. Микроорганизмы и загрязнение окружающей среды. Экология биологическая наука. В.И. Вернадский, биосфера и биогеохимия. Циклы
углерода, азота, серы, фосфора и других элементов. Минерализация
различных веществ. Роль микрооорганизмов в геохимических процессах зоны
гипергенеза и процессах почвообразования и выветривания, В.И. Докучаев,
П.А. Костычев. Микроорганизмы и гомеостаз биосферы. Экологическая
ёмкость природы. Понятие о ноосфере.
Лекция 8. Использование микроорганизмов человеком (2 час.)
Получение пищевых продуктов, химических веществ, ферментов, биосенсоров
для оценки состояния окружающей среды. Микробиологические методы
борьбы с насекомыми и другими вредителями в хозяйственной деятельности
человека. Получение лекарственных препаратов. Стратегия поиска новых
20
биоактивных
метаболитов.
Современные
стратегии
поиска
новых
биоактивных метаболитов.
Лекция 9. Прокариоты и эволюционный процесс (2 час.)
Теории происхождения жизни на Земле: взгляды А.И. Опарина, В.И.
Вернадского, С.Н. Виноградского, К. Воуза и некоторых других учёных.
Прогетоты. Ранняя биосфера и ранние сообщества микроорганизмов.
Реликтовые
сообщества.
Цианобактерии
и
строматолиты.
Теории
происхождения эукариотной клетки. Крупнейший ароморфоз - смена
атмосферы. Важнейшая роль прокариот в создании и поддержании гомеостаза
биосферы планеты. Отличие живого от неживого, жизнь и космос.
Прокариоты и синтетическая теория эволюции.Теории происхождения
эукариотной клетки.
21
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Дальневосточный государственный университет»
(ДВГУ)
ИНСТИТУТ ХИМИИ И ПРИКЛАДНОЙ ЭКОЛОГИИ
МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ОРГАНИЗАЦИИ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ
по дисциплине «Микробиология»
Специальность —020101.65 - Химия
г. Владивосток
2010
22
Вопросы для самостоятельной работы студентов (16 часов)
1. Стратегия поиска биоактивных метаболитов микроорганизмов
4 часа
2. Экология мироорганизмов
3 часа
3. Биотехнологический потенциал микроорганизмов
3 часа
4. Теории происхождения эукариотной клетки
3 часа
5. Жизнь и космос
3 часа
Маршрутная схема изучения дисциплины
Преподават Михайлов В.В.
ель
Кафедра
Биоорганической
2009-2010 учебный год
химии и
биотехнологии
Институт
ИХПЭ
Семестр 4
Дисциплин
Микробиология
а
Специально ·химия
Недели учебного семестра
сти
Курс
Модуль
2
Учебная работа
согласно УМК
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
Модуль 1
Тема 1.1
Возникнове Предмет и задачи
ние и
микробиологии.
развитие
·Лекции
микробиоло Самостоятельная
гии
работа
23
Тема 1.2
Открытие
микроорганизмов.
Биохимическое
единство жизни
·Лекция
Самостоятельная
работа
Модуль 2
Тема 2.1
Систематик Систематика а бактерий наука о
и архей
биоразнообразии и
филогении.
·Лекция
Контрольная
работа
Самостоятельная
работа
Тема 2.2
Рутинная
классификация
микроорганизмов
·Лекция
Самостоятельная
работа
Тема 2.3
Геносистематика.
Современная
систематика
бактерий и архей
Лекция
Самостоятельная
работа
Модуль 3
Тема 3.1
Культивиро Выделение и
вание, рост способы
24
и развитие
бактерий
культивирования
бактерий
·Лекция
Самостоятельная
работа
Тема 3.2
Рост и развитие
бактерий
Лекция
Самостоятельная
работа
Тема 3.
Метаболизм
Лекция
Самостоятельная
работа
Модуль 4
Тема 4.1
Генетика
Синтез белка и
бактерий
генетический код
Лекция
Самостоятельная
работа
Тема 4.2
Молекулярное
клонирование
·Лекция
Контрольная
работа
Самостоятельная
работа
Модуль 5
Тема 5.1
Вирусы
Открытие вирусов.
Размножение
вирусов
·Лекция
25
Самостоятельная
работа
Тема 5.2
ДНК - и РНКсодержащие
бактериофаги.
Вироиды
·Лекция
Самостоятельная
работа
Модуль 6
Тема 6.1
Грибы,
Понятие о грибах,
водоросли, водорослях,
простейшие простейших.
Строение,
функции, роль в
биосфере,
современная
классификация
·Лекция
Контрольная
работа
Самостоятельная
работа
Модуль 7
Тема 7.1
Экология
Экология
микроорган микроорганизмов
измов.
·Лекция
Геохимичес Самостоятельная
кая
работа
деятельност
Тема 7.2
ь
Геохимическая
деятельность
микроорганизмов
·Лекция
Самостоятельная
26
работа
Модуль 8
Тема 8.1
Использова Микроорганизмы в
ние
жизнедеятельности
микроорган человека
измов
·Лекция
человеком Самостоятельная
работа
Модуль 9
Прокариот
ыи
эволюцион
ный
процесс
Тема 9.1
Прокариоты и
эволюционный
процесс
Лекция
Контрольная
работа
Самостоятельная
работа
27
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Дальневосточный государственный университет»
(ДВГУ)
ИНСТИТУТ ХИМИИ И ПРИКЛАДНОЙ ЭКОЛОГИИ
КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
по дисциплине «Микробиология»
Специальность - 020101.65 - «Химия»
г. Владивосток
2010
28
Примеры тестовых заданий
1. Микроорганизмы открыл и описал:
а) Л. Пастер
г) Р. Гук
б) А. Левенгук
д) Г. Галилей
в) Р. Кох
2. Жгутики у бактерий:
а) органы размножения
г) органы, участвующие в обмене веществ
б) органы передвижения
д) органы защиты
в) органы прикрепления
3. Организм, не способный к росту с использованием О2 и к росту в
атмосфере воздуха:
а) аэроб
г) фототроф
б) анаэроб
д) микроаэрофил
в) гетеротроф
4. Дрожжи:
а) грибные организмы
г) простейшие
б) бактерии
д) микроводоросли
в) низшие растения
5. Организм, использующий для метаболизма энергию света:
а) хемотроф
г) литотроф
б) гетеротроф
д) фототроф
в) термофил
6. Амплификация:
а) перенос гена из одной бактерии в другую
г) слияние протопластов
б) обмен всей генетической информацией
д) изменение ДНК
в) увеличение числа копий гена
7. Сколько единиц Сведберга (S) содержат рибосомы у бактерий
(прокариот)?
а) 30 S
г) 80 S
29
б) 60 S
д) 90 S
в) 70 S
8. Катаболизм – это процесс:
а) образования глюкозы
г) синтеза
б) распада
д) обмена энергией
в) промежуточного обмена
9. Какая клеточная структура отсутствует у протопласта?
а) ядро
г) клеточная мембрана
б) рибосомы
д) митохондрия
в) клеточная стенка14
10. Отдельные нити (фрагменты) мицелия гриба:
а) ворсинки
г) таллом
б) пили
д) фимбрии
в) гифы
11. Микроорганизм, растущий лучше всего в щелочной среде:
а) термофил
г) алкалофил
б) психрофил
д) галлофил
в) ацидофил
12. Род Bacillus:
а) кокки
г) спириллы
б) стрептококки
д) вибрионы
в) спорообразующие палочки
13. Окраска по Граму:
а) окраска клеточной стенки
г) окраска жгутиков
б) окраска ядер
д) окраска запасных веществ
в) окраска спор
14. Процесс восстановления NO3 - или NO2 - до какой-либо
газообразной формы азота в системе энергетического метаболизма
бактерий:
а) аммонификация
г) ассимиляция
30
б) азотфиксация
д) денитрификация
в) нитрификация
15. Ферменты, расщепляющие белки:
а) липазы
г) изомеразы
б) протеиназы
д) гидролазы
в) амилазы
16.
Ядерная
зона
в
прокариотической
клетке,
содержащая
хромосому, но не окруженная мембраной:
а) капсид
г) геном
б) интрон
д) пронуклеус
в) нуклеоид
17. Какое брожение вызывают Streptococcus lactis?
а) пропионовокислое
г) спиртовое
б) молочнокислое
д) ацетонобутиловое
в) маслянокислое
18. Клетчатка разлагается:
а) только в анаэробных условиях
г) не разлагается вообще
б) только в аэробных условиях
д) в любых условиях
в) в анаэробных и аэробных условиях
19. Аппарат, в котором проводят стерилизацию влажным жаром под
давлением:
а) стерилизатор
г) прибор Зейтца
б) аппарат Коха
д) сушильный шкаф
в) автоклав
20. Вироид представляет собой:
а) одноцепочечные РНК, замкнутые в кольцо г) одноцепочечные ДНК
б) двуцепочечные РНК
д) совокупность ДНК и РНК
в) двуцепочечные ДНК
21. Что такое рестриктаза?
а) фермент
г) гликозид
31
б) углевод
д) аминокислота
в) жир
22. Выращивание микроорганизма в колбе. Как называется такой
тип культивирования?
а) хемостатная культура
г) культура на твердом носителе
б) турбидостатная культура
д) твердофазная культура
в) стационарная культура
23. Генетический код:
а) синглетен
г) дуплетен
б) триплетен
д) моноплетен
в) тетраплетен
24. Скопление недифференцированных клеток, получаемых in vitro
(в искусственной среде) в биотехнологии:
а) нуклеоиды
г) протопласты
б) инокуляты
д) плазмиды
в) каллусы
25. В результате синтеза двух дочерних молекул ДНК при
репликации каждая из них состоит:
а) из двух новых цепей ДНК
б) из одной старой и одной новой цепи ДНК
в) из двух старых цепей материнской ДНК
г) в одних случаях из новых цепей ДНК, а в других – старых
д) из одной старой ДНК и одной новой ДНК
26.
Среды,
применяемые
для
выделения
и
выращивания
определенных групп микроорганизмов, которые на обычных средах
плохо или совсем не растут:
а) обычного назначения
б) специальные
г) селективные
д) дифференциально-диагностические
в) элективные16
32
27. Однократное прогревание материала в течение 30 мин при
температуре 65–75 °С:
а) фламбирование
г) химическая стерилизация
б) автоклавирование
д) тиндализация
в) пастеризация
28. Процесс восстановления нитрата до нитрита в системе
энергетического метаболизма бактерий:
а) азотфиксация
г) аммонификация
б) нитрификация
д) сульфатредукция
в) денитрификация
29. Ферменты, расщепляющие жиры:
а) протеиназы
г) гидролазы
б) амилазы
д) оксидоредуктазы
в) липазы
30. Вирус состоит:
а) из белковой оболочки, молекул ДНК или РНК
б) из липопротеиновой оболчки, молекул ДНК или РНК
в) из полисахаридной оболочки, молекул ДНК и РНК
г) из гликопротеиновой оболочки, молекул ДНК и РНК
д) только из ДНК или РНК
31. Регуляция метаболического пути синтеза конечным продуктом
синтеза:
а) репрессия
г) трансформация
б) индукция
д) трансдукция
в) транскрипция
32. Реализация генетического кода в клетке, т. е. биосинтез белка
осуществляется в результате матричных реакций:
а) репликация и трансляция
г) транскрипция и репликация
б) транскрипция и трансляция
д) амплификация и трансляция
в) трансляция и транслокация
33
33.
При
анаэробном
дыхании
пировиноградная
кислота
превращается:
а) СО2 и Н2О
б) СО2 и С2Н5ОН
в) СО2 и молочную кислоту
г) СО2 и уксусную кислоту
д) молочную кислоту и СО2 либо в этиловый спирт и СО2
34. Инокулят – это:
а) смешанная культура д) продукт биотехнологического производства
б) посевной материал
г) питательная среда
в) культуральная жидкость
35. Целлюлоза разрушается в природе:
а) грибами и бактериями
г) исключительно грибами
б) только бактериями
д) лишайниками
в) только простейшими
36. Какой метод окраски лежит в основе деления микроорганизмов
на две группы, имеющий большую роль в их идентификации?
а) окраска ядра по Романовскому – Гимзе
б) окраска клеточной стенки по Граму
в) окраска спор по Пешкову
г) окраска цитоплазмы
д) окраска жгутиков
37. Агенты, вызывающие гибель микроорганизмов:
а) инсектицидные
г) энтомоцидные
б) бактерицидные
д) фагоцидные
в) пестицидные
38. Что такое коли-индекс?
а) наименьшее количество воды, в котором находится кишечная палочка
б) количество кишечной палочки в почве
в) количество кишечных палочек в 1 л воды
34
г) общее количество микробов в 1 мл воды
д) общее количество микробов в 1 л воды
35
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Дальневосточный государственный университет»
(ДВГУ)
ИНСТИТУТ ХИМИИ И ПРИКЛАДНОЙ ЭКОЛОГИИ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
по дисциплине «Микробиология»
Специальность —020101.65 - Химия
г. Владивосток
2010
36
Основная литература
1.
Пивкин, М.В. Морские грибы и их метаболиты / М.В. Пивкин,
Т.А.Кузнецова, В.В. Сова. - Владивосток: Изд. Дальнаука, 2006. - 248с.
2.
Пиневич, А.В. Микробиология. Биология прокариотов. 3т. / А.В.
Пиневич. – С-Пб.: Издательский дом Санкт-Петербургского Университета,
2007 - 965 с
Дополнительная литература
1.
Шлегель, Г. Общая микробиология / Г. Шлегель. - М.: Мир, 1989. –567 с.
2.
Гусев, В.С. Общая микробиология / В.С. Гусев, А.М. Минеева. – М.:
Изд-во Моск. Ун-та, 1994. - 350 с.
3.
Стениер, Р. Мир микробов. 3т. / Р. Стениер, Э. Эдельберг, Дж. Ингрэм . -
М.: Мир, 1979. - 702 с.
4.
Методы общей микробиологии. 3т./ Ред. Ф. Герхард. - М.: Мир, 1983-
1984. - 285 с.
5.
Периодические научные журналы: «International Journal of Systematic and
Evolutionary Microbiology», «Microbiology and Molecular Biology Reviews»,
«Journal of Bacteriology», «Микробиология», «Биотехнология».
Программное обеспечение и Интернет-ресурсы
1. Иванова Е.Ю. Микробиология: Учебное пособие. - Воронеж: ИПЦ ВГУ,
2007. - 100 с. - http://window.edu.ru/resource/304/59304
2. Иванова Е.Ю. Основы микробиологии и экологии бактерий:
Методические указания. - Воронеж: Изд-во ВГУ, 2000. - 28 с. http://window.edu.ru/resource/867/39867
3. Сидоренко О. Д. Микробиология: Учебник для агротехнологов / О.Д.
Сидоренко, Е.Г. Борисенко, А.А. Ванькова, Л.И. Войно. - М.: ИНФРАМ, 2010. - 287 с.: ил.; 60x90 1/16. - (Высшее образование).
http://znanium.com/bookread.php?book=203961
37
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Дальневосточный государственный университет»
(ДВГУ)
ИНСТИТУТ ХИМИИ И ПРИКЛАДНОЙ ЭКОЛОГИИ
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
по дисциплине «Микробиология»
020101.65 - «Химия»
г. Владивосток
2010
38
Рейтинг-план дисциплины
Микробиология
2 курс, группа 024, семестр 4 , 2009/2010 уч. год.
Преподаватель: Михайлов Валерий Викторович, д.б.н., профессор
Исполняющая кафедра: Биоорганической химии и биотехнологии
Адрес: Владивосток, ул. Октябрьская, 27, корпус А, ауд. 521.
Весовой коэффициент дисциплины в совокупной рейтинговой оценке,
рассчитываемой по всем дисциплинам, равен
I.
Соотношение видов учебной деятельности студента,
учитываемых в рейтинге по данной дисциплине
№
Виды учебной деятельности студентов,
учитываемые в рейтинговой оценке
Вес рейтинговой оценки
1
Работа на лекциях
46%
2
Выполнение контрольных работ
54%
Сумма
II.
100 %
Максимально возможные баллы за виды контролируемой
учебной деятельности студента, учитываемые в рейтинге
№
Содержание вида
контролируемой учебной
деятельности
Единица
измерения
работы
Макс. кол-во
баллов за
единицу
выполнения
работы
1
Работа на лекциях
Лекция
2
2
Выполнение контрольной работы
Контрольная
10
39
III.
Календарный план контрольных мероприятий по дисциплине с
указанием максимального количества баллов, потенциально
доступных студенту
№
Дата
1
Февраль
Название модуля
Возникновение и развитие
микробиологии.
Систематика бактерий и архей.
2
Февральмарт
Форма
контроля
Макс. колво баллов
Работа на 2
лекциях
4
Работа на 3
лекциях
6
Выполнение
контрольной
работы
10
3
Март
Культивирование, рост и
развитие бактерий
Генетика бактерий
4
Работа на 3
лекциях
Работа на 2
лекциях
Апрель
6
4
Выполнение
контрольной
работы
10
5
Апрель
Вирусы
Работа на 2
лекциях
Грибы, водоросли, простейшие
6
Апрель
Работа на 1
лекции
Выполнение
контрольной
работы
40
4
2
10
7
8
Май
Май
Экология микроорганизмов.
Геохимическая деятельность
Работа на 2
лекциях
4
Использование
микроорганизмов человеком
Работа на 1
лекции
2
Прокариоты и эволюционный
процесс
9
Работа на 1
лекции
2
Выполнение
итоговой
контрольной
работы
Май
10
41
