новая папка 1 / 286506

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Якутская государственная сельскохозяйственная академия» Факультет ветеринарной медицины

Кафедра паразитологии и эпизоотологии животных

Методические рекомендации по выполнению самостоятельной работы студентов

по дисциплине «Микробиология» для студентов, обучающихся по направлению подготовки

020400 «Биология»

Якутск 2014 год

Кафедра паразитологии и эпизоотологии животных

УДК

ББК

Составитель: к.в.н., доцент Г.П. Протодьяконова

Методические рекомендации по выполнению самостоятельной работы студентов по дисциплине «Микробиология» для студентов, обучающихся по направлению подготовки 020400 «Биология» составлены в соответствии с учебным планом. В указаниях представлена программа самостоятельной работы студентов по модулям, имеются вопросы для самоконтроля, список рекомендуемой литературы. / Якутс. гос. с.х. академия; сост. Г.П. Протодьяконова. – Якутск, 2014. – 14 с.

Предназначены для студентов очной и очно-заочной форм обучения по направлению подготовки 020400 «Биология».

Утверждены и рекомендованы к изданию методической комиссией Факультета ветеринарной медицины (протокол №_17_от «_29_»_апреля_ 2014 г.)

© Якутская государственная сельскохозяйственная академия , 2014

ВВЕДЕНИЕ

Самостоятельная работа студентов проводиться с целью: систематизации и закрепления полученных знаний и практических умений студентов; развития познавательных способностей и активности студентов: самостоятельности, ответственности и организованности.

Объем самостоятельной работы

Основные требования к выполнению самостоятельной работы. Работу следует выполнить в письменном виде. В конце работы необходимо привести библиографический список, указать дату выполнения работы, поставить подпись.

Ответы в основном нужно излагать в краткой форме. При описании морфологии микробов или микроструктур нужно дать рисунок. Работу следует писать разборчиво, без помарок.

Самостоятельная работа должна содержать титульный лист с указанием факультета, курса обучения, фамилии, имени, отчества исполнителя.

Выполненные с нарушением самостоятельные работы выше изложенных требований, а также списанные или скопированные работы к рецензированию не принимаются.

После проверки работа может быть зачтена или возвращена студенту для исправления ошибок.

Контроль самостоятельной работы студентов установлен в форме включения вопросов самостоятельной работы в перечень вопросов экзаменационных билетов.

Оценка самостоятельной работы состоит из следующих критериев:

-требуемый объем и структура работы;

-логика изложения материала;

-использование соответствующей терминологии;

-наличие ссылок на источник информации;

-степень раскрытия поставленных вопросов.

План-график выполнения СРС по дисциплине для студентов очной формы обучения

Для облегчения самостоятельного изучения по каждому модулю дана краткая теория, контрольные вопросы для самопроверки, используемая литература. Студентам необходимо самостоятельно найти материал в указанных учебниках, проработать материал, сделать конспект, проверить степень усвоения по вопросам самоконтроля.

Ниже приводится список литературы, которую нужно использовать для самостоятельного изучения этих вопросов.

Основная литература

1.Микробиология. Н.Р. Асонов.- М.: Колос С, 2002. 352 с.

2.Микробиология. О.Д. Сидоренко, Е.Г. Борисенко.–М.:Инфа_М, 2005. -

287с.

3.Ветеринарная микробиология и иммунология. Часть 1. Общая микробиология. Под. Ред. Е.В. Ярных.-М.: КолосС, 2006.

4.Практикум по ветеринарной микробиологии и иммунологии. Костенко Т.С.-М.:КолосС, 2001.

5.Микробиология. М.В. Гусев. – М.: Академия, 2003. – 464 с.

6.Микробиология. В.К. Шильникова, А.А. Валькова, Г.В. Годова. – М.:

Дрофа, 2006. – 269 с.

7.Микробиология. В.Т. Емцев. – М.: Дрофа, 2005. – 448 с.

Дополнительная литература

1.Ветеринарная микробиология и иммунология. Часть 3. Частная микробиология.-М.: КолосС, 2007..

2.Почва и микроорганизмы. Д.Г. Звягинцев. М. Изд-во Моск.ун-та. 1999

3.Экология микроорганизмов. А.И. Нетрусова. – М.: Академия, 2004

4.Современная микробиология: Прокариоты. Т.1 Й. Ленгелера, Г. Древиса.

–М.: Мир, 2005

5.Бабьева И.П., Чернов И.Ю. Биология дрожжей. М.: Изд-во МГУ, 1992.

6.Роль микроорганизмов в круговороте углерода в природе: методическое пособие/ М.Ц. Гармаев [и др.]; М: Лань – 2002

7.Экология микроорганизмов. А.И. Нетрусова. – М.: Академия, 2004

8.Современная микробиология: Прокариоты. Т.1 Й. Ленгелера, Г. Древиса.

–М.: Мир, 2005

Периодическая литература

1.Журнал «Лесное хозяйство» индекс 70485

2.Журнал «Охота и охотничье хозяйство» индекс 70673

3.Журнал Микробиология

4.Журнал Пищевая промышленность

3 семестр

МОДУЛЬ 1 ПРЕДМЕТ И МЕТОДЫ МИКРОБИОЛОГИИ. КРАТКИЙ СТОРИЧЕСКИЙ ОЧЕРК.

Микробиология - наука, изучающая строение, систематику, физиологию, биохимию, генетику и экологию микроорганизмов. Специфика методов исследования, применяемых в микробиологии. Краткая сравнительная характеристика структурной организации прокариотного и эукариотного типа клеток. Выделение бактерий и сине-зеленых, имеющих прокариотный тип клетки, в самостоятельное царство Procarygotae.

Специфические черты прокариотных организмов: слабая морфологическая дифференциация, разнообразие и пластичность метаболизма, высокая скорость размножения, безграничная способность к расселению в окружающей среде и т.д.

МОДУЛЬ 2 КЛАССИФИКАЦИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ

Начиная с Аристотеля (384-322 гг. до н.э.), которому принадлежит первая попытка систематизировать накопленные к тому времени сведения о организмах, биологи делили живой мир на два царства – растений и животных.

Немецкий биолог Э. Геккель (1834-1919) предложил выделить все микроорганизмы, у которых отсутствует дифференцировка на органы и ткани (простейшие, водоросли, грибы, бактерии), в отдельное царство Protista (протисты, первосущества), включив в него организмы, во многих отношениях занимающие промежуточное положение между растениями и животными.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ:

1 Какие группы организмов относят к протистам?

2 Назовите отличия прокариот от эукариот.

ИСПОЛЬЗУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА: ОСНОВНАЯ - № 1, 2, 3, 5. ДОПОЛЬНИТЕЛЬНАЯ - № 1, 2, 3.

МОДУЛЬ 3 МОРФОЛОГИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ

Принципы построения классификации прокариот. Основные группы признаков, используемых при классификации бактерий: морфологические, физиологические, биохимические, экологические и т. д. Перспективы геносистематики. Изучение генотипического родства бактерий по нуклеотидному составу молекулы ДНК, размеры генома и гомологии ДНК. Международная классификация прокариот по определителю бактерий Берги (1974). Выделение двух отделов Cyanobacteria и Bacteria в царстве Procaryotae. Краткая характеристика 19 групп прокариотных организмов отдела Bacteria.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ:

1.Перечислите особенности строения прокариотической клетки?

2.Морфологические формы бактерий.

3.Что такое протопласты?

4.В чем измеряются микробы?

5. Каковы особенности риккетсий и микоплазм?

ИСПОЛЬЗУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА: ОСНОВНАЯ -№ 2,5

МОДУЛЬ 4 ФИЗИОЛОГИЯ ПРОКАРИОТ

Ферменты - сложные белковые вещества, которые образуются живыми клетками. Они ускоряют, катализируют химические реакции как внутри клетки, так и вне ее. Без ферментов невозможен обмен веществ и энергии.

Характерным свойством ферментов является их высокая специфичность. Каждый фермент реагирует лишь с определенным химическим соединением и участвует только в определенной реакции. Каждая живая клетка имеет набор ферментов, который характерен для данного вида или типа микроорганизма. Также для ферментов характерна термолабильность. Бывают экзо- и эндоферменты.

В настоящее время насчитывается более двух тысяч ферментов их разделяют на 6 классов.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ:

1.Что такое ферменты?

2.Чем отличаются эндо- и экзоферменты?

3.Свойства ферментов.

4.Какие 6 классов ферментов имеются?

5.Оптимальные условия для действия ферментов.

6.В чем измеряется активность ферментов?

ИСПОЛЬЗУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА: ОСНОВНАЯ -№ 1,2,3. ДОПОЛЬНИТЕЛЬНАЯ - № 1, 2, 3.

МОДУЛЬ 5 ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ БАКТЕРИЙ

Химический состав бактериальной клетки сходен с химическим составов клеток других видов организмов. Компонентами микробной клетки является вода, минеральные вещества и органические соединения – белки, нуклеиновые кислоты, углеводы, липиды.

Органические вещества представлены в клетке в основном белками, углеводами, жирами, нуклеиновыми кислотами: ДНК и РНК. Общее количество органических веществ может значительно колебаться в зависимости от среды обитания (от 40 до 90%) .

Белки составляют основную часть органических веществ в клетке (40— 80%) и определяют важнейшие биологические свойства микроорганизмов. Это простые белки— протеины и сложные — протеиды.

Углеводы являются наиболее вариабельной частью клетки (10—30%), и состав их различен не только у разных видов, но даже у штаммов бактерий. Он зависит от возраста и условий развития микробов. Бактерии содержат простые углеводы — моно- и дисахариды, комплексные углеводы — полиозиды и большие углеводные макромолекулы — полисахариды.

Липиды состоят в основном из нейтральных жиров, фосфолипидов и свободных жирных кислот. Количество их.зависит от возраста культуры и вида микроорганизма. Например, у микобактерий туберкулеза количество липидов достигает 40%.

Нуклеиновые кислоты — дезоксирибонуклеиновая (ДНК) и рибонуклеиновая (РНК) являются важнейшей составной частью клетки. В ДНК бактерий зашифрована вся наследственная информация клетки, а РНК участвует в процессах считывания этой информации, передачи и синтеза белка. Количество нуклеиновых кислот достигает 5—30%.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ:

1.Какие вещества входят в состав прокариотической клетки?

2.Перечислите особенности строения стенки бактерий?

ИСПОЛЬЗУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА: ОСНОВНАЯ-№ 1,3,4. ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ - № 1,4.

МОДУЛЬ 6 ДЫХАНИЕ ПРОКАРИОТ

Дыхание прокариот - ферментативное поглощение молекулярного кислорода - подразделяется на окисление, сопряженное с запасанием энергии, и свободное окисление, т.е. не связанное с запасанием энергии для клетки.

При дыхании происходят процессы окисления и восстановления: окисление отдача донорами (молекулами или атомами) водорода или электронов; восстановление присоединение водорода или электронов к акцептору. Акцептором водорода или электронов может быть молекулярный кислород (такое дыхание называется аэробным) или нитрат, сульфат, фумарат (такое дыхание называется анаэробным нитратным, сульфатным, фумаратным). Анаэробиоз (от греч. aer воздух, bios жизнь) жизнедеятельность, протекающая при отсутствии свободного кислорода. Если донорами и акцепторами водорода являются органические соединения, то такой процесс называется брожением.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ:

1.Типы дыхания бактерий?

2.Как создать условия анаэробиоза?

ИСПОЛЬЗУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА: ОСНОВНАЯ- № 1,3,4. ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ - № 1,4.

МОДУЛЬ 7 ЗАКОНОМЕРНОСТИ РОСТА И РАЗМНОЖЕНИЯ

Жизнедеятельность бактерий характеризуется ростом — формированием структурно-функциональных компонентов клетки и увеличением самой бактериальной клетки, а также размножением — самовоспроизведением, приводящим к увеличению количества бактериальных клеток в популяции.

Бактерии размножаются путем бинарного деления пополам, реже путем почкования. Актиномицеты, как и грибы, могут размножаться спорами. Актиномицеты, являясь ветвящимися бактериями, размножаются путем фрагментации нитевидных клеток. Грамположительные бактерии делятся путем врастания синтези­рующихся перегородок деления внутрь клетки, а грамотрицательные — путем перетяжки, в результате образования гантелевид-ных фигур, из которых образуются две одинаковые клетки.

Делению клеток предшествует репликация бактериальной хромосомы по полуконсервативному типу (двуспиральная цепь ДНК раскрывается и каждая нить достраивается комплементарной нитью), приводящая к удвоению молекул ДНК бактериального ядра — нуклеоида.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ:

1.Каким путем размножаются бактерии?

2.Каким путем размножаются микроскопические грибы и дрожжи?

3.Характер роста бактерий на питательных средах?

ИСПОЛЬЗУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА: ОСНОВНАЯ- № 1,3,4.

МОДУЛЬ 8 РЕГУЛЯТОРНЫЕ СИСТЕМЫ ПРОКАРИОТ

Регуляция жизнедеятельности прокариотных организмов происходит на разных уровнях (транскрипционном, трансляционном, метаболическом, поведенческом) и охватывает процессы, протекающие в одной клетке и в клеточной популяции.

В бактерии практически все протекающие метаболические процессы регулируются. Одна и та же реакция может одновременно подвергаться нескольким видам регуляторного воздействия, неравноценным по направлению и силе действия. Эффективность клеточных регуляторных

механизмов очень высока. Именно они обеспечивают максимально экономичное использование веществ питательных сред, предупреждают избыточный синтез промежуточных и конечных метаболитов, отвечают за быструю адаптацию к изменившимся условиям. Бактерии в зависимости от конкретных условии способны уменьшать или увеличить скорость синтеза определенных метаболитов или скорость образования клеточной энергии.

Поскольку практически все реакции в клетке катализируются ферментами, регуляция метаболизма сводится к регуляции интенсивности ферментативных реакций. Скорость последних может регулироваться двумя основными способами: путем изменения количества ферментов и/или изменения их активности, т. с. степени испольвания их каталитического потенциала.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ:

1.Что такое ферменты?

2.Свойства ферментов.

3.Оптимальные условия для действия ферментов.

4.В чем измеряется активность ферментов?

ИСПОЛЬЗУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА: ОСНОВНАЯ- № 1,3,4,5. ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ - № 1.2.

МОДУЛЬ 9 ГЕНЕТИКА МИКРООРГАНИЗМОВ

Нуклеоид включает в себя почти всю ДНК бактерии. Бактериальная хромосома состоит из одной двунитевой молекулы ДНК кольцевой форм.

Передача генетического материала между бактериями осуществляется тремя механизмами: конъюгацией, трансдукцией и трансформацией.

Коньюгация - это перенос генетического материала путем прямого контакта между двумя клетками. Необходимым условием конъюгации является наличие в клетке-доноре трансмиссивной плазмиды.

Трансформация - передача генетической информации через выделенную из клетки-донора ДНК. Процесс трансформации может произвольно происходить в природе у некоторых видов бактерий, чаще грамположительных, когда ДНК, выделенная из погибших клеток, захватывается реципиентными клетками.

Трансдукция - передача бактериальной ДНК посредством бактериофага. В процессе репликации фага внутри бактерий фрагмент бактериальной ДНК проникает в фаговую частицу и переносится вместе с ней в бактериюреципиент. При этом фаговые частицы как правило дефектны, они теряют способность к репродукции.

Генетическая изменчивость бактерий Изменение бактериального генома могут происходить в результате мутаций. Мутации - это изменения в