Документ 2298894

1. КРАТКАЯ АННОТАЦИЯ
Лекционный курс Б1.В.ОД.7 «Микробиология» направлен на знакомство с основами и
последними достижениями современной микробиологии. Курс включает освоение
классических знаний в области морфологии, физиологии и биохимии микробной клетки.
Дается представление о путях метаболизма углерода у различных таксономических групп
микроорганизмов, о путях получения энергии и ее использовании в синтетических
процесса. В курсе рассматриваются актуальные проблемы микробиологии:
взаимоотношения микроорганизмов между собой и с другими организмами (вирусами,
растениями, животными, человеком), пищевые потребности микроорганизмов,
структурная организация прокариотной клетки, вирусов, прионов, действие физических и
химических факторов на микроорганизмы, особенности культивирования отдельных
групп микроорганизмов, основные функции микробных ферментов, механизмы
различного отношения микроорганизмов к кислороду. Оценивается вклад прокариот в
процессы трансформации углерода, кислорода, азота, серы, фосфора, железа.
Рассматривается область практического применения микроорганизмов в биотехнологии.
Проводится знакомство с различными направлениями современной микробиологии –
медицинской, сельскохозяйственной, водной, космической.
Целью курса «Микробиология» является приобретение теоретических знаний о
морфологии, физиологии и биохимии микробной клетки. Особое внимание уделяется
выяснению сущности методов анализа жизненных функций микроорганизмов. При
освоении курса формируются представления о систематике и особенностях различных
физиологических
групп
микроорганизмов,
особенностях
энергетического
и
конструктивного обмена прокариотовов, Цели освоения дисциплины также
предусматривают изучение основных областей применения микробиологических
процессов в практике.
2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ) В СТРУКТУРЕ ОПОП
Дисциплина «Микробиология» относится к циклу обязательных дисциплин Б1.В.ОД.7 по
направлению подготовки кадров высшей квалификации 06.06.01 - биологические науки,
направленность (профиль) подготовки 03.02.03 Микробиология.
Осваивается на третьем курсе (5 семестр).
Дисциплина базируется на знаниях, приобретенных аспирантами при изучении дисциплин
базовой и вариативной части ОПОП ВО, генетики, биохимии, микробиологии,
молекулярной биологии.
Программа дисциплины «Микробиология» составлена согласно ФГОС ВО программ
подготовки научно-педагогических кадров в аспирантуре по направлению подготовки
06.06.01 биологические науки (уровень подготовки кадров высшей квалификации).
Программа реализуется в форме лекций и самостоятельной работы аспирантов. Контроль
самостоятельной работы осуществляется во время контрольных работ и проверки
рефератов.
3. ПЕРЕЧЕНЬ ПЛАНИРУЕМЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ ОБУЧЕНИЯ ПО ДИСЦИПЛИНЕ
(МОДУЛЮ)
Обучающийся, завершивший изучение дисциплины, должен
знать:
- основные направления в систематике прокариот, проблемы таксономического
расположения микроорганизмов, особенности строения, физиологию, биохимию
2
микроорганизмов, особенности их метаболизма, роль микроорганизмов в экосистемах и
биосфере в целом, а также значение в биотехнологии, народном хозяйстве и медицине.
Уметь:
- ориентироваться в специальной научной и методической литературе по профилю
подготовки и смежным вопросам, анализировать, оценивать и применять полученные
знания при изучении других дисциплин и в профессиональной деятельности, вести
микробиологическую работу с анаэробными микроорганизмами.
Владеть:
- теоретическими знаниями об особенностях строения микроорганизмов и функциях их
отдельных структур, таксономическом расположении прокариот, о пищевых потребностях
и особенностях метаболизма микроорганизмов, о роли прокариот в экосистемах и
биосфере в целом, а также о значении микроорганизмов в народном хозяйстве и
медицине.
Демонстрировать способность и готовность:
- применять полученные знания на практике, использовать полученные знания в научноисследовательской работе в области микробиологии.
В результате освоения дисциплины формируются следующие компетенции:
Шифр компетенции Расшифровка приобретаемой компетенции
способность
самостоятельно
осуществлять
научноисследовательскую
деятельность
в
соответствующей
ОПК-1
профессиональной области с использованием современных
методов исследования и информационно-коммуникационных
технологий
готовность к преподавательской деятельности по основным
ОПК-2
образовательным программам высшего образования
способность самостоятельно анализировать имеющуюся
информацию, выявлять фундаментальные проблемы, ставить
задачу и выполнять полевые, лабораторные биологические
ПК-1
исследования при решении конкретных задач по специализации
с использованием современной аппаратуры и вычислительных
средств, демонстрировать ответственность за качество работ и
научную достоверность результатов
умение работать с живыми системами: клетками, тканями,
ПК-2
экспериментальными животными и биологическим материалом
способность творчески применять современные компьютерные
ПК-3
технологии при сборе, хранении, обработке, анализе и передаче
биологической информации
способность к критическому анализу и оценке современных
научных достижений, генерированию новых идей при решении
УК-1
исследовательских и практических задач, в том числе в
междисциплинарных областях
готовность участвовать в работе российских и международных
УК-3
исследовательских коллективов по решению научных и
научно-образовательных задач
способность планировать и решать задачи собственного
УК-5
профессионального и личностного развития
3
4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ)
4.1. Распределение трудоёмкости дисциплины (в часах) по видам нагрузки
обучающегося и по разделам дисциплины
Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетные единицы, 108 часов.
Форма промежуточной аттестации по дисциплине: экзамен в 5 семестре.
Самост
Практи Лабора
Семоятельн
Лекции ческие торные
естр
ая
занятия работы
работа
Раздел дисциплины
1.
Введение. Микробиология как наука.
Микроорганизмы в народном хозяйстве.
Форма и размеры прокариот
5
4
8
2.
Общие принципы и некоторые детали
структурной организации прокариотной
клетки, химический состав и функции ее
отдельных органелл и компартментов
5
6
10
3.
Клеточная дифференцировка прокариот в
ходе жизненного цикла
5
2
4
4.
Проблемы таксономического расположения
прокариот и происхождение жизни.
Биоразнообразие и современная
классификация прокариот. Характеристика
отдельных групп микроорганизмов
Генетика прокариот
Основы питания и метаболизма прокариот.
Рост, развитие и культивирование прокариот
Энергетический метаболизм прокариот
Микроорганизмы и биосфера
5
4
8
5
2
4
5
2
2
5
8
18
5
8
12
5
36
72
5.
6
7.
8.
Итого
4.2 Содержание дисциплины
Тема 1. Введение. Микробиология как наука. Микроорганизмы в народном
хозяйстве. Форма и размеры прокариот.
лекционное занятие (4 часа)
Микробиология как наука. Возникновение и развитие микробиологии. Современная
микробиология, ее направления и задачи.
Микроорганизмы в народном хозяйстве. Использование микроорганизмов для получения
кормовых белковых препаратов, органических кислот, витаминов, аминокислот,
антибиотиков, ферментов и др. соединений. Применение микроорганизмов в сельском
хозяйстве, металлургической промышленности, при биологической очистке сточных вод.
4
Форма и размеры прокариот. Экзо- и эндоскелет микробной клетки. Характерные
объединения клеток. «Гигантские» и «карликовые» организмы. Факторы, определяющие
размеры и форму клетки.
Тема 2. Общие принципы и некоторые детали структурной организации
прокариотной клетки, химический состав и функции ее отдельных органелл и
компартментов.
лекционное занятие (6 часа)
Внешние структуры прокариотной клетки.
Клеточные стенки бактерий. Муреин–тейхоевый саккулус грамположительных бактерий.
Наружная мембрана, периплазматическое пространство и периплазматические регидные
слои (муреиновый и белковый саккулусы) у грамотрицательных бактерий.
Паракристаллический поверхностный S-слой. Протопласты, сферопласты и L-формы
бактерий.
Клеточные стенки архей и их структура. Белковый S-слой, гетерополисахаридный
регидный слой, псевдомуреиновый саккулус.
Окраска прокариот по Граму: современная оценка.
Внутренние структуры прокариотной клетки.
Покровы прокариотной клетки: капсулы, слизистые слои, чехлы; их строение и
химический состав.
Поверхностные органеллы: целлюлосомы, гидролисомы, шипы и экстрацеллюлярные
газовые баллоны.
Специализированные органеллы со смешанной локализацией: жгутики, фимбрии.
Классификация фимбрий.
Цитоплазматические мембраны бактерий и архей. Мембранные липиды. Особенности
организации цитоплазматической мембраны архей. Интрацитоплазматические мембраны,
их морфология и функции.
Морфология и молекулярное строение геномов бактерий и архей. Размеры, топология и
число хромосом. ДНК-связывающие белки. «Гены домашнего хозяйства». Плазмиды,
транспозоны, IS-элементы, «генные кассеты», «острова патогенности» и т.п. Их функции,
биологическая и эволюционная роль. Квази-эукариотизм у бактерий.
Протеосомы, деградосомы, шаперонины – микрокомпартменты, обеспечивающие
посттрансляционный и посттранскрипционный контроль.
Цитоплазматические органеллы: вакуоли, анамоксисомы, газовые везикулы, магнетосомы,
карбоксисомы.
Включения: полифосфаты, полиглюкозиды, цианофициновые гранулы, серные гранулы,
полигидроксиалконоатные гранулы.
Цитоплазматические микрокристаллы: теллура, селена, кальцита, белковые.
Тема 3. Клеточная дифференцировка прокариот в ходе жизненного цикла.
лекционное занятие (2 часов)
Состояние покоя и клеточная дифференцировка.
Стационарные пролиферативно покоящиеся клетки. Специализированные покоящиеся
формы. Эндоспоры. Характеристика бактерий, образующих эндогенные споры. Стадии
спорообразования – сложная цепь взаимосвязанных процессов: генетических,
цитологических, физиолого-биохимических. Эндогенное спорообразование – процесс
5
размножения некоторых бактерий (p.p. Anaerobacter, Clostridium, Methabacterium и др.).
Зрелая эндоспора и ее строение. Стадии и пусковой механизм прорастания эндоспор.
Цистоподобные покоящиеся клетки неспорообразующих бактерий.
Некультивируемое состояние.
Азотфиксирующие структуры клетки.
Гетероцисты.
Размножение и клеточная дифференцировка прокариот.
Размножение бактерий и архей с простым циклом развития (симметричное равномерное
деление, асимметричное деление, деление путем фрагментации, путем перетяжки и
почкования, тройное деление).
Размножение бактерий за счет репродуктивных структур (на примере актинобактерий).
Размножение цианобактерий за счет гормогоний и баеоцитов.
Размножение бактерий со сложным циклом развития (миксобактерии, стебельковые
бактерии рода Caulobacter).
Подвижность и таксисы.
Активная и пассивная подвижность. Движение бактерий при помощи жгутиков (плавание,
по типу роения, движение спирахет). Твитчинг у патогенных бактерий (пили IV типа).
Движение по типу скольжения (миксобактерии, микоплазмы и др.). Внутриклеточная
подвижность, основанная на полимеризации актина. Поведение бактерий (фототаксис,
аэротаксис, хемотаксис, гальванотаксис, магнетотаксис и др.).
Тема 4. Проблемы таксономического расположения прокариот и происхождение
жизни. Биоразнообразие и современная классификация прокариот. Характеристика
отдельных групп микроорганизмов.
лекционное занятие (4 часа)
Правила и термины номенклатуры. Наименования прокариот. Признаки, используемые в
систематике прокариот.
Направление в систематике прокариот. Фенотипический подход. Нумерическая
таксономия. Возможности и ограничения нумерического анализа при классификации.
Хемотаксономическая систематика. Геносистематика. Сиквенс – анализ гена 16SРНК в
систематике. Дистанционно-матричный метод построения филогенетических деревьев и
их конструкция.
Филогения органического мира – три линии эволюции, три формы жизни, три домена:
Archaeae, Bacteria, Eukarya. Важнейшие отличительные признаки эукариот и прокариот.
Домен Archaeae. Два филума – Crenarchaeota и Euryarchaeota и их филогения. Новый
филум «Nanoarchaeota». Гипотетический филум «Korarchaeota». Сходство и различие
архей с эукариями и бактериями. Своеобразие экологических ниш. Жизнь при
температуре выше точки кипения воды. Экстремальная ацидофилия и галофилия.
Домен Bacteria. Актуалистические и гипотетические филумы. Краткая характеристика
бактерий, принадлежащих к актуалистическим филумам.
Тема 5. Генетика прокариот.
лекционное занятие (2 часа)
Фенотипическая и генотипическая изменчивость. Адаптационная изменчивость.
Мутационная
изменчивость.
Типы
мутаций.
Спонтанный, индуцированный,
радиационный и химический мутагенезы. Популяционная изменчивость.
6
Формы переноса генетического материала у прокариот в процессе горизонтального
транспорта генов: конъюгация, сексдукция, трансдукция, трансфекция и трансформация.
Тема 6. Основы питания и метаболизма прокариот. Рост, развитие и
культивирование прокариот.
лекционное занятие (2 часа)
Пищевые потребности.
Соединения азота и углерода. Потребность в железе, сере, фосфоре, кальции, калии,
магнии. Требования разных групп прокариот к микроэлементам. Ауксотрофы и
прототрофы.
Принципы составления питательных сред. Основные типы сред и их подразделение: по
составу, физическому состоянию, назначению.
Культивирование и рост. Накопительные и чистые культуры. Культивирование аэробных
и анаэробных прокариот. Периодическое культивирование. Синхронные культуры. Рост
микроорганизмов в смешанных культурах.
Транспорт различных веществ в клетку. Пассивный транспорт (осмос, простая и
облегченная диффузия, фильтрация). Активный транспорт. Фосфотрансферазная система.
Тема 7. Энергетический метаболизм.
лекционное занятие (8 часов)
Виды энергии, доступные для прокариот. Биотрансформаторы: мембранные и
цитозольные. Способы получения энергии. Формы клеточной энергии: фосфогены и Pmf.
АТФ - универсальный переносчик энергии. Пути синтеза АТФ в клетке. Энергия
трансмембранного электрохимического потенциала катионов Н+ и Nа+.
Брожение. Исходные субстраты и акцепторы электронов в процессе брожения. Конечные
продукты брожения. Пути сбраживания углеводов. Пируват – ключевой продукт
катаболизма углеводов. Судьба пирувата – основа разнообразия типов брожения. Типы
брожений: спиртовое, масляно-кислое, молочнокислое гомо- и гетероферментативное и
др. Характеристика микроорганизмов, вызывающих различные типы брожений.
Аэробное дыхание, с использованием высокомолекулярных органических веществ в
качестве источников энергии (дыхательная хемоорганотрофия). Роль окислительного
цикла трикарбоновых кислот и пентозофосфатного окислительного цикла в
использовании микроорганизмами различных органических соединений (белков, жиров,
углеводов, углеводородов и других соединений).
Электронтранспортные цепи. Краткая характеристика переносчиков электронов. Формы
ассимиляции
энергии
при
дыхательной
органотрофии.
Особенности
электронтранспортных цепей у различных прокариот.
Аэробное дыхание с использованием неорганических веществ в качестве источников
энергии (дыхательная литотрофия). Углеродная дыхательная хемолитотрофия
(метанотрофия, карбоксидотрофия). Водородная, азотная, серная, железная, марганцевая
дыхательная литотрофия. Особенности электронтранспортных цепей аэробных
хемолитотрофов.
Анаэробное дыхание. Доноры и акцепторы электронов. Нитратное, нитритное, хлоратное,
перхлоратное, сульфатное, серное, селенатное, арсенатное типы анаэробного дыхания с
терминальными неорганическими акцепторами. Ацетогенные бактерии и метаноархеи,
использующие в качестве конечного акцептора электронов СО2. Органические акцепторы
7
электронов при анаэробном дыхании (фумарат и др.). Особенности электронтранспортных
цепей анаэробных прокариот.
Фотосинтез. Истинная фототрофия и «квази-фототрофия» и их различия. Оксигенная и
аноксигенная фототрофия. Группы фототрофных бактерий. Фотосинтетический аппарат
бактерий. Фотосинтетические пигменты. Светособирающие антенны и реакционные
центры. Фотохимические процессы, лежащие в основе фотосинтеза. Природа экзогенных
доноров в бактериальном фотосинтезе. Генерация восстановительных эквивалентов.
Квази-фототрофные археи. Структура и функции фотоактивных ретинальсодержащих
пигментов. Механизм создания электрохимического потенциала Н+.
Биосинтетические процессы.
Углеродная фототрофия. Разнообразие механизмов автотрофной ассимиляции углерода
при хемо– и фотосинтезе. Циклы и пути ассимиляции неорганического углерода у
бактерий и архей.
Общее представление о синтезе основных биополимеров прокариотной клетки
(аминокислоты, белки, липиды, углеводы, нуклеиновые кислоты). Вторичные
метаболиты.
Регуляция метаболизма.
Основные способы регуляции микробного метаболизма. Пространственное и временное
разделение ферментов и метаболитов. Аллостерическая регуляция. Конститутивные и
индуцибельные ферменты. Регуляция синтеза ферментов (индукция и репрессия).
Репрессия конечным продуктом и катаболитная репрессия. Роль цАМФ в катаболитной
репрессии. Диауксия. Мультивалентная репрессия. Регуляция разветвленных
биосинтетических процессов.
Тема 8. Микроорганизмы и биосфера.
лекционное занятие (8 часов)
Основные понятия экологии микроорганизмов.
Местообитания и экологические ниши прокариот. Уровни организации живой материи,
изучаемые экологией. Микробные популяции. Роль различных форм отбора в
формировании популяционной структуры прокариот. Взаимосвязь популяций. Микробное
сообщество и факторы, определяющие его развитие. Пути взаимодействия в микробном
сообществе.
Продуценты и редуценты. Микробные экосистемы, их структура и функции. Сукцессия в
микробном сообществе. Типы жизненной стратегии прокариот: r-, K- и L-стратеги. Другие
типы стратегий.
Действие химических и физических факторов на прокариоты.
Лучистая энергия, радиоволны и ультразвук, и характер их действия на микробную
клетку. Устойчивость бактерий к ультрафиолетовым лучам и ионизирующему излучению.
Механизм действия ионизирующего излучения на прокариот и репарация поврежденной
ДНК. Применение ультразвука в микробиологии.
Температура. Психрофилы, термофилы и мезофилы. Устойчивость вегетативных клеток,
эндоспор и других покоящихся форм к действию высоких и низких температур.
Предполагаемые механизмы устойчивости. Использование высоких температур для
стерилизации.
Активность воды. Рост микроорганизмов в зависимости от содержания воды в субстратах.
Значения aw, при которых возможен рост различных прокариот. Механизмы
8
обеспечивающие приспособление прокариот к снижению активности воды. Устойчивость
прокариот к высушиванию. Лиофилизация.
Осмотическое давление. Пресноводные, галотолерантные и морские прокариоты.
Умеренные и экстремальные галофилы. Различные стратегии адаптации бактерий и архей
к осмотическому стрессу.
Гидростатическое давление. Пьезочуствительные и пьезотолерантные организмы.
Умеренные и экстремальные пьезофилы.
Молекулярный кислород. Аэробы и анаэробы (облигатные и факультативные).
Аэротолерантные анаэробы и микроаэрофилы. Токсическое действие молекулярного
кислорода и его производных на прокариотную клетку. Защитные механизмы клетки.
Показатель
кислотности
среды.
Нейтрофилы,
ацидофилы
и
алкалофилы.
Внутриклеточный рН экстремальных ацидофилов и алкалофилов. Механизмы ацидо- и
алкалостабильности.
Антимикробные вещества (абиотические). Специфичность и механизм действия.
Характер взаимоотношений в мире прокариот.
Ассоциативные
отношения:
метабиоз,
мутуализм,
синтрофия,
саттелизм,
протокооперация, консорции, комменсализм.
Конкурентные отношения. Пассивный и активный антагонизм. Антибиотики и
бактериоцины; механизм их действия. Хищничество в мире прокариот. Бактерии экзо- и
эндопаразиты бактерий. Паразитизм как образ жизни некоторых прокариот.
Социальное поведение бактерий.
Способы передачи информации у бактерий (химический, механический, дистантный).
Типы систем «Quorum sensing» у грамположительных и грамотрицательных бактерий.
Универсальная система «Quorum sensing», при межвидовых коммуникациях у бактерий.
Роль межклеточной видовой коммуникации в жизни прокариот. Роль систем «QS» в
регуляции видовых сложных экологических систем: прокариоты – эукариоты. Биопленки
– способ существования бактерий. Микробный апоптоз (программируемая клеточная
смерть) и альтруизм.
Жизненные стратегии прокариот в их взаимоотношениях с животными.
Различные формы симбиоза прокариот с наземными животными. Бактерии и археи симбионты простейших. Симбиозы прокариот с растительноядными позвоночными и
беспозвоночными. Функционально – специализированные эндо- и экзосимбиозы
насекомых с бактериями. Бактерии – эндосимбионты, вызывающие модификации
полового размножения насекомых-хозяев. Симбиоз светящихся бактерий с нематодами.
Другие необычные формы симбиоза.
Симбиотические ассоциации прокариот с водными животными. Участие прокариот в
кормлении рыб. Симбиотические светящиеся бактерии, ассоциированные с рыбами,
головоногими моллюсками. Симбиозы гетеротрофных и фототрофных прокариот с
малоподвижными водными животными (губки, коралловые полипы, асцидии).
Роль прокариот в симбиозах с глубоководными животными. Адаптация вестиментифер и
двухстворчатых моллюсков к жизни богатых H2S и CH4 биотопах за счет эндосимбиозов с
бактериями и археями. Участие бактерий – эпибионтов в симбиотрофном питании
полихет альвинеллид, креветок и др.
Взаимодействие микроорганизмов с растениями.
Растения как центры формирования микробных сообществ и совокупность
специализированных экологических ниш. Роль микроорганизмов в жизни растений.
9
Альгобактериальные водные сообщества. Лишайники – симбиотические организмы.
Микробно-растительные взаимоотношения в ризосфере, ризоплане, филлосфере. Бобоворизобиальный симбиоз. Объединение метаболических систем бобовых растений и
ризобий. Симбиоз актиномицетов рода Frankia с небобовыми растениями.
Микроорганизмы – возбудители заболеваний растений. Механизмы защиты растений от
фитопатогенных
микроорганизмов.
Защитные
симбиозы,
формируемые
фитопротекторными бактериями.
Взаимоотношения прокариот с человеком.
Нормальная микрофлора организма человека. Качественный и количественный состав
нормальной микрофлоры и факторы его регулирующие. Значение нормальной
микрофлоры.
Патогенные микроорганизмы. Понятие об инфекции, инфекционном процессе,
инфекционной болезни. Свойства патогенных микроорганизмов: специфичность,
органотрофность, патогенность, вирулентность. Факторы патогенности и вирулентности.
Экзо- и эндотоксины бактерий. Сведения об их химическом составе и механизме
действия. Антигенная структура патогенных бактерий.
Прокариоты в водных экосистемах.
Микроорганизмы – обитатели пресноводных экосистем. Основные характеристики
пресноводных водоемов. Микробное население пресноводных озер. Роль прокариот в
продукции и минерализации органического вещества. Микроорганизмы речных
экосистем.
Мировой океан – как среда обитания прокариот. Физико-химические характеристики
мирового океана. Образование и диструкция органического вещества в водах мирового
океана. Глубоководные гидротермы и гидротермальные поля и их обитатели.
Трофическая роль микроорганизмов в водных экосистемах. Загрязнение водоемов.
Способность к самоочищению.
Почва – гетерогенная среда обитания микроорганизмов.
Специфика почвы как среды обитания: твердая, жидкая и газообразная фазы почвы.
Адсорбция микроорганизмов в почве и факторы, ее определяющие. Активность
адгезированных клеток. Развитие микроорганизмов в водяных пленках и капиллярах.
Состав почвенного воздуха. Газы или летучие органические вещества; их происхождение.
Численность микроорганизмов в различных типах почв. Пространственные и временные
колебания численности микроорганизмов. Распределение микроорганизмов по
генетическим горизонтам почв. Микроорганизмы разных климатических зон и почвенных
типов. Строение и функционирование комплексов почвенных микроорганизмов. Принцип
дублирования и обратимости микробиологических процессов в почве. Микробные
сукцессии. Роль микроорганизмов в почвообразовательных процессах и плодородии почв.
Участие микроорганизмов в превращении веществ и энергии в биосфере.
Биохимические циклы углерода и кислорода. Процессы биологического связывания СО2:
фотосинтез, хемосинтез, гетеротрофная фиксация. Включение в круговорот углерода
метана и моноокиси углерода. Роль микроорганизмов в превращении сложных
безазотистых органических веществ (целлюлоза, крахмал, пектин, легнин и др.).
Образование и разложение гумуса, его значение для плодородия почвы. Изъятие
углеводорода из круговорота в виде органических и неорганических соединений.
10
Круговорот азота. Распределение азота и его соединений на земле. Этапы круговорота
азота: азотфиксация (группы диазотрофов, строение нитрогеназы, механизм фиксации
молекулярного азота, способы защиты нитрогеназы от кислорода); аммонификация
(аэробный и анаэробный распад белков, деструкция нуклеиновых кислот, хитина,
мочевины и других соединений); нитрификация (автотрофная, гетеротрофная,
нитрифицирующие бактерии, иммобилизация азота); денитрификация (ассимиляционная,
диссимиляционная, а также микроорганизмы, ведущие эти процессы).
Биологический цикл серы и ее соединений. Окислительные и восстановительные звенья в
круговороте серы. Микроорганизмы, принимающие участие в этих процессах.
Превращение соединений фосфора. Направление и миграция фосфора в биосфере.
Микроорганизмы, участвующие в круговороте фосфора.
Биологический цикл железа. Минерализация органических соединений, содержащих
железо хемоорганотрофными организмами. Окисление восстановленных соединений
железа автотрофными облигатно-ацидофильными бактериями и гетеротрофными
железобактериями.
5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
Программа дисциплины Б1.В.ОД.7 «Микробиология» реализуется в форме лекций и
самостоятельной работы аспирантов. Контроль самостоятельной работы осуществляется
во время контрольных работ и проверки рефератов.
Освоение дисциплины Б1.В.ОД.7 «Микробиология» предполагает использование
следующих образовательных технологий, способов и методов формирования
компетенций: лекции, самостоятельная работа обучающегося (выполнение домашних
заданий), устные опросы, написание рефератов, просмотр, анализ и обсуждение видео- и
мультимедийных материалов, консультации. На лекциях предполагается использование
мультимедийных средств и интернета.
Образовательный процесс по дисциплине «Микробиология» предусматривает
использование электронных библиотечных систем, к которым имеется доступ через
Научную библиотеку им. Н. И. Лобачевского КФУ: znanium.com http://www.znanium.com
и «Консультант студента» http://www.studmedlib.ru.
6. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ
РАБОТЫ ОБУЧАЮЩИХСЯ ПО ДИСЦИПЛИНЕ (МОДУЛЮ)
Самостоятельная работа аспирантов включает следующие виды работ:
- самостоятельный анализ и изучение научной литературы по теме дисциплины;
- подготовка к устному опросу;
- подготовка к контрольной работе;
- подготовка рефератов;
- подготовка к экзамену.
Методические указания для обучающихся при выполнении самостоятельной работы
приведены в п. 8. Содержание разделов дисциплины приведено в п. 4.2. Темы рефератов,
примеры контрольных работ, вопросы для подготовки к устному опросу приведены в п.
7.2. Экзаменационные билеты приведены в п. 7.3. Литература и интернет-ресуры
приведены в п. 9.
7. ФОНД ОЦЕНОЧНЫХ СРЕДСТВ
7.1. Регламент дисциплины
11
Суммарно по дисциплине можно получить максимум 100 баллов, из них текущий
контроль в течение семестра оценивается в 50 баллов, зачёт - в 50 баллов.
Баллы за работу в течение семестра распределяются следующим образом:
20 баллов – контрольные работы
20 баллов – рефераты
10 баллов – устный опрос
Итого:
20+20+10=50 баллов.
7.2. Оценочные средства текущего контроля
Реферат на тему: «Возникновение и развитие микробиологии. Современные
достижения микробиологии». В реферате необходимо рассмотреть вопросы: Периоды
развития микробиологии и роль выдающихся русских и зарубежных ученых в ее
становлении (А.Левингук, Р. Кох, Л. Пастер, И. Мечников, С.Виноградский и др.).
Основные направления и достижения современной микробиологии. Нобелевские
лауреаты.
Контрольная работа по теме «Структурная организация прокариотной клетки и ее
отдельных компонентов. Химический состав и функции ее отдельных органелл и
компартментов» проводится в письменной форме в виде тестовых заданий, составленных
по разделам дисциплины с использованием специального программного обеспечения.
Пример контрольной работы
а) Примеры тестовых заданий закрытого типа
Выберите верный ответ из предложенных. Возможны несколько вариантов ответов.
Сложность заданий - 1 балл.
1. Внутриклеточные структуры, которые определяют движение бактерий по силовым
линиям магнитного поля Земли или магнита, называются
А. R-частицы
Б. Рапидосомы
В. Магнетосомы
Г. Магнетит
Д. Плазмиды
2. Белковые клеточные стенки архей по Граму окрашиваются
А. Грамположительно
Б. Грамотрицательно
В. Не окрашиваются
Г. Грампринадлежность зависит от стадии клеточного цикла
3. В процессе синтеза муреина транспептидирование происходит во время:
А. 1-го этапа синтеза муреина в цитоплазме
Б. 2-го этапа синтеза муреина в цитоплазматической мембране
В. переноса предшественников муреина через цитоплазматическую мембрану
Г. 3-го этапа синтеза муреина в клеточной стенке
Д. Не происходит во время синтеза муреина
4. F-пили образуются у
А. любых бактерий
Б. архей
12
В. подвижных бактерий
Г. клеток-реципиентов
Д. бактерий, которые несут фактор трансмиссивности
5. В результате 2-го этапа синтеза муреина, происходящего в цитоплазматической
мембране, образуется:
А. N-ацетилмурамил-пента-пептид-фосфолипид
Б. N-ацетилглюкозамин-N-ацетилмурамил-олиго-пептид
В. N-ацетилмурамил-олиго-пептид
Г. УДФ-N-ацетилмурамил-пента-пептид
Д. N-ацетилглюкозамин-N-ацетилмурамил
б) Примеры тестовых заданий, в которых необходимо соотнести данные
Соотнесите типы строения клеточной стенки с археями, для которых они характерны.
Сложность задания - 5 баллов.
1) Клеточные стенки из псевдомуреина
2) Белковые клеточные стенки
3) Клеточные стенки из гликопротеина
4) Гетерополисахаридные клеточные стенки
5) Нет клеточной стенки
А. Thermoplasma и Ferroplasma
Б. Метаногены: Methanolobus, Sulfolobus, Thermoproteus, Pyrodictium и Halobacterium
В. Methanobacterium и Methanobrevibacter
Г. Метаногены: Methanococcus, Methanospirillum, Methanomicrobium, Methanogenium и
Desulfurococcus
Д. Methanosarcina и Halococcus
в) Примеры тестовых заданий открытого типа
Продолжите фразу. Необходимо вписать только одно слово. Сложность заданий - 2 балла.
1. Белок, пронизывающий наружную мембрану насквозь и образующий гидрофильные
поры, - это ____.
2. В N-ацетилглюкозамине к атому углерода во 2-ом положении через аминогруппу
присоединен остаток _____ кислоты.
3. Таксис в направлении от раздражителя называется ____.
4. Структура бактериального жгутика, служащая для обеспечения гибкого соединения
нити жгутика с базальным телом, - это ____.
5. Бактерия, имеющая один жгутик на одном из полюсов клетки, называется ____.
г) Зарисуйте схематично молекулярное строение бактериального жгутика и подпишите на
рисунке основные его элементы. Отметьте функционально значимые (отвечающие за
движение жгутика) структуры. Сложность – 10 баллов.
Вопросы для устного опроса по теме «Клеточная дифференцировка прокариот в ходе
жизненного цикла»:
(1) В чем смысл понятия «пролиферативно-покоящиеся клетки»? (2) Назовите
специализированные покоящиеся клетки прокариот и их функции. Проанализируйте
различия в их строении и устойчивости к действию физико-химических факторов у
разных групп бактерий. (3) В чем сходство и различие пролиферативно-покоящихся
клеток и специализированных покоящихся клеток? (4) Дайте определение понятию
«Эндоспора». (5) Охарактеризуйте группу моноспоровых грамположительных бактерий.
13
(6) Охарактеризуйте группу моноспоровых грамотрицательных бактерий. (7) Перечислите
известные Вам полиспоровые бактерии. (8) Охарактеризуйте стадии процесса эндогенного
спорообразования, функции и свойства эндоспоры. (9) Можно ли рассматривать процесс
эндогенного спорообразования как процесс размножения у споровых бактерий? (10)
Можно ли рассматривать процесс эндогенного спорообразования как особый тип
внутриклеточной дифференцировки у Arthromitus? (11) Назовите особенности строения
зрелой споры и ее морфологии. (12) Охарактеризуйте стадии и пусковой механизм
процесс прорастания спор. (13)
В чем состоят различия макроциклического и
микроциклического спорогенеза? (14) Почему цистоподобные клетки бактерий обладают
значительной устойчивостью во внешней среде? (15) Что такое некультивируемое
состояние бактерий? Какие изменения претерпевает прокариотная клетка? (16) Назовите
азотфиксирующие структуры цианобактерий, их функции и механизм образования. (17)
Перечислите способы размножения бактерий и архей. (18) Охарактеризуйте пути
размножения бактерий с простым циклом развития. (19) Проанализируйте процесс
размножения актинобактерий за счет репродуктивных структур. (20) Охарактеризуйте
особенности размножения цианобактерий за счет гормогоний и баеоцитов? (21) В чем
состоит специфика размножения бактерий со сложным циклом развития (миксобактерий и
стебельковых бактерий)? (22) Какие преимущества дает миксобактериям наличие
социального поведения? (23) Что понимают под термином «плодовые тела»? (24)
Назовите принципиальные отличия активной и пассивной подвижности прокариот. (25) С
какой скоростью могут передвигаться бактерии в жидкой среде при помощи жгутиков?
(26) Что такое «твитчинг» у бактерий? Насколько это явление распространено у
прокариот? (27) Какие механизмы лежат в основе «подтягивающего типа» движения
бактерий? Затрачивает ли клетка энергию при таком типе подвижности? (28) Каким
образом происходит внутриклеточное движение прокариот за счет полимеризации
актина? (29) Опишите характер подвижности прокариот по твердой поверхности за счет
структуры комплекса – наружная мембрана/цитоплазматическая мембрана. (30)
Проанализируйте подвижность бактерий за счет периплазматических жгутиков. (31)
Охарактеризуйте реакции таксиса у прокариот.
Реферат на тему: «Характеристика отдельных групп микроорганизмов».
Вопросы для устного опроса по теме «Генетика прокариот»:
(1) Какие существуют формы изменчивости прокариот? (2) Что понимают под термином
«генотип», «фенотип» и наследственность? (3) Охарактеризуйте мобильные генетические
элементы бактерий. В чем их различие? Какова их роль в изменчивости прокариот? (4)
Какими свойствами могут наделять Плазмиды прокариотную клетку? (5) Что такое
мутации? Какие факторы вызывают мутации? (6) Назовите и охарактеризуйте типы
мутаций. (7) В чем заключаются особенности фенотипического проявления мутаций у
прокариот? (8) Назовите основные процессы, приводящие к рекомбинации генетического
материала прокариот и охарактеризуйте их. (9) В чем заключается явление диссоциации у
прокариот? (10) Назовите способы передачи генетического материала при горизонтальном
транспорте. (11) Кратко охарактеризуйте процессы: конъюгация, трансдукция,
трансформация. (12) В каких эконишах протекает горизонтальный транспорт генов?
Задания контрольной работы по теме: «Основные типы метаболизма прокариот»
1) Продолжите фразу. Необходимо вписать только одно слово или словосочетание.
Сложность заданий - 1 балл.
1) В процессе фумаратного дыхания конечным акцептором электронов выступает ____.
Продуктом восстановления является ____.
2) ____ - это вид молочнокислого брожения, при котором конечными продуктами, кроме
молочной кислоты, являются уксусная кислота, углекислый газ, этанол, ацетон и др.
14
3) Совокупность метаболических процессов распада веществ в клетке, протекающих с
высвобождением энергии в виде тепла и в виде АТФ, называется ____.
4) Ключевой фермент спиртового брожения, который катализирует превращение
пировиноградной кислоты в ацетальдегид, - это ____.
5) При оксигеном фотосинтезе донором электронов выступает ____.
6) В процессе работы дыхательной цепи у бактерий происходит потребление протонов на
________ стороне мембраны и освобождение их на ________ стороне. В результате этого
процесса образуется трансмембранный протонный градиент.
7) Последний компонент аэробной дыхательной цепи, который передает электроны на
молекулярный кислород, - это _____.
8) Процесс преобразования световой энергии в биохимически доступную энергию АТФ и
восстановительную силу НАД(Ф)Н2, и связанный с этим синтез клеточных компонентов,
называется ____.
9) Основной пигмент фотосинтетического реакционного центра у пурпурных и зеленых
бактерий - ____.
10) В процессах сульфатного и серного дыхания продуктом восстановления конечных
акцепторов электронов является ____.
11) В процессе железного дыхания конечным акцептором электронов выступает ____.
Продуктом восстановления является ____.
12) ____ - фотосинтетические пигменты прокариот, которые определяют пурпурную,
коричневую, розовую и оранжевую окраски пурпурных бактерий.
13) Совокупность метаболических процессов биосинтеза веществ клетки, называется
______.
14) Ключевой фермент молочно-кислого брожения, который катализирует превращение
пировиноградной кислоты в молочную кислоту, - это ____.
15) Бактерии, для которых характерен оксигенный фотосинтез, - это ____.
16) Фермент, который в анаэробной дыхательной цепи служит функциональным аналогом
цитохромоксидазы аэробной дыхательной цепи, - это ____.
17) Процесс получения энергии в прокариотической клетке, при котором АТФ образуется
в ходе анаэробного окисления органических субстратов в реакциях субстратного
фосфорилирования, - это ____.
18) Основной пигмент фотосинтеза галофильных архей - ____.
19) В аэробном дыхании конечным акцептором электронов выступает ____.
2. Определите тип питания микроорганизма. Сложность – 3 балла
1. Зеленые серные бактерии в процессе фотосинтеза для восстановления СО2 используют
сероводород, сульфит, тиосульфат и серу, окисляя их до сульфата.
2. У галобактерий, ведущих бесхлорофилльный фотосинтез, основным источником
энергии и углерода служат аминокислоты.
3. Водородные бактерии получают энергию путем аэробного окисления молекулярного
водорода. Все вещества клетки строят из углерода СО2.
4. Пурпурные серные бактерии семейства Сhromatiaceae ведут фотосинтез. Для
восстановления СО2 в органическое вещество используют как донор электронов H2S.
5. Энергетический
метаболизм
сульфатредуцирующих
бактерий
основан
на
восстановлении сульфата до сульфида. В качестве источника углерода используют
органические кислоты, главным образом, пируват и лактат.
6. Бактерии рода Thiobacillus используют в качестве источника энергии процессы
окисления различных соединений серы, а в качестве источника углерода для построения
клетки – углерод углекислоты.
15
Темы рефератов по теме «Микроорганизмы и биосфера»:
1) Хищничество в мире прокариот.
2) Паразитизм как образ жизни некоторых прокариот.
3) Универсальная система «Quorum sensing» при межклеточной видовой и межвидовых
коммуникациях у бактерий.
4) Биопленки – способ существования бактерий.
5) Микробный апоптоз и альтруизм.
6) Симбиозы прокариот с наземными животными.
7) Симбиотические ассоциации прокариот с водными животными.
8) Роль микроорганизмов в жизни растений.
9) Лишайники – симбиотические организмы.
10) Нормальная микрофлора организма человека.
11) Прокариоты в водных экосистемах.
12) Почва – гетерогенная среда обитания микроорганизмов.
13) Участие микроорганизмов в превращении веществ и энергии в биосфере.
14) Роль микроорганизмов в превращении сложных безазотистых органических веществ
(целлюлоза, крахмал, пектин, легнин и др.).
15) Биологический цикл железа.
7.3. Вопросы к экзамену
Экзаменационные билеты
БИЛЕТ 1
1. Микробиология как наука. Предмет и задачи микробиологии. Связь с другими
науками. Методы изучения микроорганизмов.
2. Размножение у прокариот.
3. Превращение соединений фосфора микроорганизмами. Участие микроорганизмов в
биологическом цикле железа.
БИЛЕТ 2
1. Основные этапы развития микробиологии. Открытие микромира. Работы Р. Коха и Л.
Пастера.
2. Двигательный аппарат и движение спирохет.
3. Фотосинтез. Оксигенная и аноксигенная фототрофия и их различия.
БИЛЕТ 3
1. Значение микроорганизмов в природе и жизни человека.
2. Эндоспора и процесс спорообразования.
3. Плазмиды бактерий: форма, размеры, важнейшие свойства, строение. Виды плазмид.
Несовместимость плазмид.
1.
2.
3.
БИЛЕТ 4
Систематика и номенклатура прокариот.
Хромосома E. coli как репликон. Бинарное деление бактерий.
Фототрофные микроорганизмы и фотосинтетический аппарат прокариот.
БИЛЕТ 5
1. Три домена: Archaeae, Bacteria, Eukarya. Важнейшие отличительные признаки
эукариот и прокариот. Характеристика домена Bacteria.
16
2. Покровы прокариотной клетки: капсулы, слизистые слои, чехлы; их строение и
химический состав. Паракристаллический поверхностный S-слой.
3. Спиртовое брожение. Маслянокислое брожение.
БИЛЕТ 6
1. Домен Archaeae. Характеристика. Сходство и различие архей с эукариями и
бактериями.
2. Муреин-тейхоевый саккулус грамположительных бактерий.
3. Типы движения прокариот. Таксисы.
БИЛЕТ 7
1. Распространение микроорганизмов. Общая характеристика и значение микрофлоры
почвы, воды, воздуха, растений, организма человека и животных.
2. Внутрицитоплазматические включения прокариот.
3. Молочнокислое брожение. Смешанное брожение.
БИЛЕТ 8
1. Фимбрии прокариот, их строение и функции. Классификация фимбрий.
Целлюлосомы, шипы и экстрацеллюлярные газовые баллоны.
2. Химический состав прокариотной клетки. Макроэлементы и микроэлементы.
Пищевые потребности микроорганизмов в соединениях углерода и азота. Факторы роста.
3. «Квази-фототрофия» прокариот.
БИЛЕТ 9
1.
Жгутики бактерий. Число и расположение жгутиков. Строение бактериального
жгутика. Движение бактерий при помощи жгутиков (плавание, по типу роения, движение
спирохет).
2.
Транспорт питательных веществ в микробную клетку.
3.
Брожение. Пути сбраживания углеводов. Типы брожения.
БИЛЕТ 10
1. Форма и размеры прокариот. Характерные объединения клеток. «Гигантские» и
«карликовые» организмы. Факторы, определяющие размеры и форму клетки.
2. Формы переноса генетического материала у прокариот: трансформация, трансдукция,
конъюгация. Значение рекомбинаций прокариот.
3. Покоящиеся формы прокариот: цисты, акинеты, экзоспоры, миксоспоры.
Некультивируемые формы бактерий.
БИЛЕТ 11
1.
Макромолекулярная организация клеточных стенок грамположительных бактерий.
Химическое строение пептидогликана муреина. Тейхоевые и липотейхоевые кислоты.
Муреин-тейхоевый саккулус грамположительных бактерий.
2. Превращение соединений азота микроорганизмами.
3. Способы получения энергии микроорганизмами. Формы клеточной энергии; пути ее
образования.
БИЛЕТ 12
1. Строение клеточных стенок бактерий с грамотрицательным морфотипом (общий план
строения, молекулярная организация и функции отдельных компонентов).
2. Фенотипическая и генотипическая изменчивость. Мутационная природа
изменчивости. Типы мутаций. Диссоциация у бактерий. Спонтанный и индуцированный
17
мутагенез. Применение мутантов микроорганизмов в научных исследованиях и в
практических целях.
3. Аэробное дыхание с использованием высокомолекулярных органических веществ в
качестве источников энергии.
БИЛЕТ 13
1. Влияние физических факторов внешней среды на микроорганизмы.
2.
Превращение соединений серы микроорганизмами.
3.
Разнообразие типов питания у прокариот. Номенклатура терминов, используемых
для обозначения типов питания микроорганизмов по источнику углерода, энергии,
окисляемому субстрату.
БИЛЕТ 14
1. Клеточные стенки бактерий. Функции клеточных стенок бактерий. Окраска прокариот
по Граму: современная оценка. Разрушение клеточных стенок. Протопласты, сферопласты
и L-формы бактерий. Бактерии с особенностями строения клеточных стенок (микоплазмы,
планктомицеты, хламидии).
2.
Ассоциативные
взаимоотношения
в
мире
прокариот.
Конкурентные
взаимоотношения. Пассивный и активный антагонизм. Хищничество и паразитизм в мире
микроорганизмов. Микробный апоптоз и альтруизм.
3. Анаэробное дыхание. Доноры и акцепторы электронов. Типы анаэробного дыхания.
БИЛЕТ 15
1.
Морфология и молекулярное строение прокариотических геномов. Размеры,
топология и число хромосом. Нуклеоид.
2.
Бактериальная культура. Накопительные культуры и принцип элективности.
Чистые культуры, методы их получения и значение. Смешанные культуры.
Культивирование аэробных и анаэробных прокариот. Принципы составления сред для
культивирования микроорганизмов. Основные типы питательных сред. Стерилизация и
хранение сред.
3.
Электрон-транспортные цепи и их особенности у прокариот.
БИЛЕТ 16
1.
Социальное поведение бактерий. Система «Quorum sensing» у прокариот.
Биопленки – способ существования бактерий.
2.
Рост микроорганизмов. Рост клетки и популяции. Основные параметры роста
культур. Кривая роста. Периодическое культивирование. Проточное культивирование.
Синхронные культуры.
3.
Участие микроорганизмов в биогеохимических циклах кислорода, углерода и
водорода.
7.4. Таблица соответствия компетенций, критериев оценки их освоения и
оценочных средств
Индекс
компете
нции
Расшифровка
компетенции
Показатель формирования
компетенции для данной
дисциплины
18
Оценочное средство
ОПК-1
способность
самостоятельно
осуществлять научноисследовательскую
деятельность в
соответствующей
профессиональной
области с
использованием
современных методов
исследования и
информационнокоммуникационных
технологий
ОПК-2
готовность к
преподавательской
деятельности по
основным
образовательным
программам высшего
образования
ПК-1
способность
самостоятельно
анализировать
имеющуюся
информацию,
выявлять
фундаментальные
проблемы, ставить
задачу и выполнять
полевые,
лабораторные
биологические
исследования при
решении конкретных
Знать:
- основной круг задач,
встречающихся в микробиологии
и основные способы их решения;
Уметь:
находить наиболее эффективные
методы решения основных типов
проблем, встречающихся в
микробиологии;
Владеть:
- современными методами,
методологией научноисследовательской деятельности
в области микробиологии
- навыками систематической
работы со специальной
литературой и другими
источниками информации.
Знать:
- научные основы и содержание
преподаваемого предмета;
- основы педагогики и
психологии высшей школы,
- основные нормы и правила
учебно-воспитательного
процесса в высшей школе;
Уметь:
- планировать и проводить
занятия в студенческих
аудиториях (бакалавров и
магистрантов) по
микробиологии.
Владеть:
- методами работы с
современными
образовательными и
информационными
технологиями;
- навыками работы с учебной и
научной литературой и ее
использования в научнообразовательных целях.
Знать:
- сущность и логику
исследовательского процесса в
микробиологии, вопросы
организации
микробиологических
исследований с учетом
требований к обеспечению
биологической безопасности и
биологической защиты при
работе с инфицированном
материалом.
Уметь:
- собирать, отбирать и
19
Устный опрос, реферат.
Устный опрос, ответы на
экзамене.
Рефераты, контрольные
работы, устный опрос,
ответы на экзамене.
задач по
специализации с
использованием
современной
аппаратуры и
вычислительных
средств,
демонстрировать
ответственность за
качество работ и
научную
достоверность
результатов
ПК-2
ПК-3
умение работать с
живыми системами:
клетками, тканями,
экспериментальными
животными и
биологическим
материалом
способность творчески
применять
современные
компьютерные
технологии при сборе,
хранении, обработке,
анализе и передаче
биологической
информации
использовать необходимые
данные и эффективно применять
количественные методы их
анализа;
- анализировать альтернативные
варианты решения
исследовательских и
практических задач в области
микробиологии и оценивать
потенциальные возможности
реализации этих вариантов;
Владеть:
- навыком использования
базовых знаний, полученных при
изучении дисциплины, в
познавательной и в
профессиональной деятельности;
- навыками планирования
профессиональной деятельности
в сфере научных исследований и
навыками анализа основных
мировоззренческих и
методологических проблем в
микробиологии.
Знать:
- классификацию, морфологию и
физиологию микроорганизмов,
их влияние на здоровье человека,
а также влияние окружающей
среды на микробы.
Уметь:
- осуществлять научноисследовательскую деятельность
в области микробиологии;
- выявлять общебиологические
закономерности при изучении
биологических объектов на
различных уровнях организации.
Владеть:
- основными методами научного
исследования в области
микробиологии.
Знать:
- основные инновационные
методы микробиологических
исследований, а также принципы
их внедрения в практику.
Уметь:
- использовать современные
образовательные и
информационные технологии для
приобретения новых знаний.
Владеть:
- методами работы с
современными
образовательными и
20
Контрольные работы, ответы
на экзамене.
Реферат, ответы экзамене.
УК-1
УК-3
способность к
критическому анализу
и оценке современных
научных достижений,
генерированию новых
идей при решении
исследовательских и
практических задач, в
том числе в
междисциплинарных
областях
готовность
участвовать в работе
российских и
международных
исследовательских
коллективов по
решению научных и
научнообразовательных задач
информационными
технологиями;
- навыками работы с учебной и
научной литературой и ее
использования при выполнении
теоретических и практических
исследований в области
микробиологии
- базовыми технологиями
преобразования медикобиологической информации:
текстовые, табличные редакторы,
поиск в сети интернет.
Знать:
- методы критического анализа и
оценки современных научных
достижений в области
микробиологии, а также методы
генерирования новых идей при
решении исследовательских и
практических задач, в том числе
в методы научно-практических
исследований в микробиологии и
междисциплинарных областях;
- перспективные направления
профессионального и
интеллектуального саморазвития
и самосовершенствования.
Уметь:
- использовать базовые знания в
области медико-биологических
наук и других
естественнонаучных дисциплин в
овладении профессией.
Владеть:
- навыком использования
базовых знаний, полученных при
изучении дисциплины, в
познавательной и в
профессиональной деятельности.
Знать:
- основные нормы, принятые в
научном общении и основные
педагогические приемы при
преподавании медикобиологических дисциплин, в том
числе микробиологии с учетом
международного опыта;
- знать основные источники и
методы поиска научной
информации
Уметь:
- осуществлять личностный
выбор в процессе работы в
российских и международных
исследовательских коллективах,
21
Устный опрос, рефераты,
ответы на экзамене.
Устный опрос, контрольные
работы, ответы на экзамене.
УК-5
способность
планировать и решать
задачи собственного
профессионального и
личностного развития
оценивать последствия
принятого решения и нести за
него ответственность перед
собой, коллегами и обществом;
- планировать и проводить
занятия в студенческих
аудиториях (бакалавров и
магистрантов) по
микробиологии.
- формулировать и
аргументировано отстаивать
собственную позицию по
различным вопросам медикобиологических наук;
Владеть:
- навыком использования
полученных знаний в
профессиональной деятельности,
критически оценивая уровень
своей профессиональной
подготовки, демонстрируя
готовность к повышению
квалификации.
Знать:
- методы критического анализа и
оценки современных научных
достижений в области
микробиологии, а также методы
генерирования новых идей при
решении исследовательских и
практических задач, в том числе
в методы научно-практических
исследований в микробиологии и
междисциплинарных областях;
Уметь:
- мобилизовать себя на работу,
проявляя настойчивость и
способность к самоорганизации;
- анализировать альтернативные
варианты решения
исследовательских и
практических задач в области
микробиологии и оценивать
потенциальные возможности
реализации этих вариантов;
Владеть:
- навыком использования
полученных знаний в
профессиональной деятельности,
критически оценивая уровень
своей профессиональной
подготовки, демонстрируя
готовность к повышению
квалификации.
22
Устный опрос, рефераты,
ответы на экзамене.
8. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ДЛЯ ОБУЧАЮЩИХСЯ ПРИ ОСВОЕНИИ
ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ)
Самостоятельная работа аспирантов при изучении дисциплины включает следующие
виды работ:
1) Разбор и усвоение лекционного материала.
После каждой лекции обучающемуся следует внимательно прочитать и разобрать
конспект, при этом:
- Понять и запомнить все новые определения.
- Понять все биологические определения и лежащие в их основе биологические явления;
воспроизвести все выкладки самостоятельно, не глядя в конспект.
- Выполнить или доделать выкладки, которые лектор предписал сделать самостоятельно
(если таковые имеются).
- Если лектор предписал разобрать часть материла более подробно самостоятельно по
доступным письменным или электронным источникам, то необходимо своевременно это
сделать.
- При возникновении каких-либо трудностей с пониманием материла рекомендуется
попросить помощи у своих сокурсников. Также можно обратиться за помощью к лектору.
Для этого можно лично подойти к преподавателю, либо написать ему электронное
письмо, сформулировав в нём возникающие вопросы. К письму можно прикрепить какиелибо электронные материалы, связанные с возникшими вопросами, например,
отсканированные или сфотографированные листочки с рукописными комментариями,
пометками, выкладками и т.п.
2) Самостоятельное изучение части материла.
Если часть учебного материла отведена на самостоятельное изучение, то необходимо
приступить к этому незамедлительно после указания преподавателя и освоить материл в
отведенные им сроки. Материал следует изучить по доступным письменным и
электронным источникам, о которых сообщит преподаватель.
3) Подготовка домашнего задания.
Домашняя работа обучающихся представляет собой разбор тем аудиторных занятий.
Придя домой после каждого аудиторного занятия, обучающийся должен разобрать тему,
которая была представлена преподавателем во время занятия. При возникновении
трудностей рекомендуется попросить помощи у своих сокурсников. Приветствуется
совместный поиск решений. Также можно обратиться за помощью к преподавателю. Для
этого можно лично подойти к преподавателю, либо написать ему электронное письмо,
сформулировав в нём возникающие вопросы. Пропустив какое-либо занятие,
обучающемуся следует скопировать представленные материалы по рассмотренным темам
из тетради своего сокурсника, разобрать их.
4) Подготовка к контрольным работам и устному опросу.
То, как обучающийся научился самостоятельно разбирать темы и теоретические вопросы
биологической номенклатуры, преподаватель проверяет посредством проведения
контрольных работ и устных опросов. Таким образом, для успешной подготовки к
контрольным работам необходимо научиться самостоятельно разбирать и готовить к
изложению теоретические вопросы курса в соответствии с рекомендациями для
подготовки домашнего задания, приведенными выше.
Устный опрос проводится с целью проверить, как на данном этапе обучения усвоен
лекционный материал и/или материал, отведённый на самостоятельное изучение.
Рекомендации по изучению соответствующих материалов приведены выше. При
подготовке следует иметь в виду, что во время устного опроса:
- нужно уметь сформулировать биологические определения и понятия;
- нужно уметь использовать биологическую терминологию;
23
- по каждой теме или подтеме нужно уметь вкратце словами раскрыть суть того, что в ней
излагается;
- нужно уметь сформулировать словами, на чем основаны доказательства изученных
утверждений и обобщений.
5) Подготовка рефератов
Важным этапом в подготовке исследователя и преподавателя-исследователя является
обучение работе с научной литературой по специальной и смежным дисциплинам и
подготовка рефератов. Темы рефератов представлены выше. Возможно в качестве
реферативной работы выполнение аспирантом переводов и обзоров иностранной научной
литературы по избранной теме.
Реферат - краткое изложение научной проблемы, результатов научного исследования,
содержащихся в одном или нескольких произведениях идей и т. п. Является научной
работой, поскольку содержит в себе элементы научного исследования. Изложение текста
и оформление необходимо выполнять в соответствии с требованиями государственного
стандарта: - ГОСТ 7.32-2001 «Отчет о научно-исследовательской работе. Структура и
правила оформления». - ГОСТ 7.1-2003 «Библиографическая запись. Библиографическое
описание. Общие требования и правила составления». - ГОСТ 7.80-2000
«Библиографическая запись. Заголовок. Общие требования и правила составления». ГОСТ 7.82-2001 «Библиографическая запись. Библиографическое описание электронных
ресурсов».
При разборе реферата аспиранта, преподаватель оценивает соответствие содержания
выбранной теме, объем представленной информации и ее новизну, актуальность для
практической деятельности, ясность изложения, правильность оформления списка
литературы в соответствии с библиографическими требованиями, а также излагает свои
замечания и пожелания. Преподаватель может использовать практику предварительного
перекрестного рецензирования рефератов другими аспирантами, обучающимися по
данному направлению подготовки.
9. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ)
9.1. Основная литература
1. Захарова, Н.Г. Микробиология в определениях и иллюстрациях [Текст] / Н.Г.
Захарова, В.И. Вершинина, О.Н. Ильинская; Акад. наук Респ. Татарстан, Отд-ние мед. и
биол. наук . – Казань: Фэн: Академия наук РТ, 2012 . – 798 с.
2. Госманов, Р.Г. Микробиология: учебное пособие для студентов высших учебных
заведений [Текст] / Р.Г. Госманов, А.К. Галиуллин, А.Х. Волков, А.И. Ибрагимова. –
Санкт-Петербург: Лань, 2011. – 494 с.
3. Сбойчаков, В.Б. Физиология и биохимия микроорганизмов: в кн. Микробиология с
основами эпидемиологии и методами микробиологических исследований [Электронный
ресурс] / Сбойчаков В.Б. 2011. - 608 с. ЭБС «Консультант студента». - Режим доступа:
http://www.studmedlib.ru/ru/doc/ISBN9785299004045-SCN0005.html
4. Красноперова, Ю. Ю. Микробиология [Электронный ресурс] : учеб.-метод. пособие /
Ю. Ю. Красноперова, Н. А. Ильина, Н. М. Касаткина, Н. В. Бугеро. – М.: ФЛИНТА:
Наука,
2011.
–
143
с.
ЭБС
«Знаниум».
Режим
доступа:
http://znanium.com/bookread.php?book=455830
5. Поздеев, О.К. Медицинская микробиология: учебное пособие [Электронный ресурс]/
О.К. Поздеев, Под ред. В.И. Покровского. 4-е изд., испр. 2010. - 768 с. ЭБС «Консультант
студента». - Режим доступа: http://www.studmedlib.ru/ru/doc/ISBN97859704153060014/016.html
24
6. Медицинская микробиология, вирусология и иммунология: учебник. В 2-х томах. Том
1. [Электронный ресурс] / Под ред. В.В. Зверева, М.Н. Бойченко. 2010. - 448 с. ЭБС
«Консультант
студента».
Режим
доступа:
http://www.studmedlib.ru/ru/book/ISBN9785970414187.html
7. Медицинская микробиология, вирусология и иммунология: учебник. В 2-х томах
[Электронный ресурс] / Под ред. В.В. Зверева, М.Н. Бойченко. 2013. - Т.2 - 480 с. ЭБС
«Консультант
студента».
Режим
доступа:
http://www.studmedlib.ru/ru/book/ISBN9785970425855.html
9.2. Дополнительная литература
1.
Микробная биотехнология [Текст] / Под ред. О. Н. Ильинской; М-во образования
Рос. Федерации - Казань: Казан.гос. ун-т, 2007. – 424 с. (10 экз.)
2.
Нетрусов, А.И. Микробиология [Текст] / А.И. Нетрусов, И.Б. Котова. – 2-е изд.,
стер. – М.: Академия, 2007 . – 352 с. (32 экз.)
3.
Теппер, Е.З. Практикум по микробиологии [Текст] / Е.З.Теппер, В.К. Шильникова,
Г. И. Переверзева; под ред. В. К. Шильниковой. – Москва: Дрофа, 2004. – 255 с. (156 экз.)
4.
Нетрусов, А.И. Практикум по микробиологии [Текст] / А.И. Нетрусов, М.А.
Егорова, Л.М. Захарчук и др.; под ред А. И. Нетрусова. – М.: Академия, 2005. – 602 с. (3
экз.)
5.
Поздеев, О.К. Медицинская микробиология [Текст] / О.К. Поздеев; Под ред.
В.И.Покровского. – ГЕОТАР -МЕД, 2004. – 765 с. (14 экз.)
6.
Гусев, М.В. Микробиология [Текст] / М.В. Гусев, Л.А. Минеева. – М.: Академия,
2007. – 461 с. (15 экз.)
7.
Коничев, А.С. Молекулярная биология [Текст] / А.С. Коничев. – Москва: Академия,
2005. – 396 с. (13 экз.)
8.
Джей, Д.М. Современная пищевая микробиология [Текст] / Д.М. Джей, М.Д.
Лёсснер, Д.А. Гольден; [пер. с англ. Е.А. Барановой и др.]. – Москва: БИНОМ.
Лаборатория знаний, 2012. – 887 с. (30 экз.)
9.
Молекулярная биология [Электронный ресурс] / Российская Академия наук; РАН.
Институт молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта. – М. : Наука - Режим доступа:
http://elibrary.ru/issues.asp?id=7903 (полнотекстовый доступ для журналов 2012–2013)
10. Микробиология [Электронный ресурс]/ М.: Наука - Режим доступа:
http://elibrary.ru/contents.asp?issueid=1012638 (полнотекстовый доступ для журналов 2012–
2013)
11. Мудрецова-Висс, К.А. Микробиология, санитария и гигиена: Учебник
[Электронный ресурс] / К.А. ЭБС Мудрецова-Висс, В.П. Дедюхина. - 4-e изд., испр. и доп.
- М.: ИД ФОРУМ: ИНФРА-М, 2010. - 400 с. ЭБС «Знаниум». - Режим доступа:
http://znanium.com/bookread.php?book=239995
12. Маннапова, Р.Т. Микробиология и иммунология. Практикум : учебное
пособие[Электронный ресурс] / Р. Т. Маннапова. - М. : ГЭОТАР-Медиа, 2013. - 544 с. ЭБС
«Консультант
студента».
Режим
доступа:
http://www.studmedlib.ru/ru/book/ISBN9785970427507.html
9.3. Интернет-ресурсы:
1.
2.
3.
4.
База данных US National Library of Medicine National Institutes of Health http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed
База данных Sciencedirect, журналы издательства Elsevier - www.sciencedirect.com
FEMS Microbiology Reviews - http://onlinelibrary.wiley.com/journal/10.1111/(ISSN)15746976
Microbiology online (SFGM) - http://www.microbiologyonline.org.uk/
25
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
Nature Reviews Microbiology - http://www.nature.com/nrmicro/index.html
Cell structure and function in Bacteria and Archeae http://samples.jbpub.com/9780763762582/62582_CH04_097_130.pdf
http://www.microbiologu.ru/
medbiol.ru (Строение клетки прокариот) http://medbiol.ru/medbiol/microbiol/000f9cdf.htm
Molecular Expressions website - http://micro.magnet.fsu.edu/cells/bacteriacell.html
Гусев М.В. , Минеева Л.А. Микробиология. - М.: Изд-во «Академия», 2007 www.libooks.ru/bookbox_1129, http://www.rusbooks.org/naukatehika/estestvennie
Коротяев Л.И., Бабичев С.А. Медицинская микробиология, иммунология и
вирусология. Изд-во СПб.: Спец. Лит. – 2008 http://www.knigka.info/2009/10/31/medicinskaja-microbiologiya.html
Микробы и человек - www.mikrobiki.ru/mikroorganizmy/mikroorganizmy-v-zhiznicheloveka
Нетрусов А.И., Котова И.Б. Микробиология. – М.: «Академия», 2006 http://mirknig/com/knigi/1181215786-microbiologiya/htm1,
http://www.medliter.ru./?page=list&id-05
Систематика прокариот - http://wiki-linki.ru/Association/248005
Учебный портал РУДН - http://web-local.rudn.ru/weblocal/prep/rj/index.php?id=1911&p=17056
10. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ И ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ)
Освоение дисциплины Б1.В.ОД.7 «Микробиология» предполагает использование
следующего материально-технического обеспечения:
Мультимедийная аудитория, вместимостью более 20 человек. Типовая комплектация
мультимедийной
аудитории
состоит
из:
мультимедийного
проектора,
автоматизированного проекционного экрана, акустической системы, а также
интерактивной трибуны преподавателя, включающей тач-скрин монитор с диагональю не
менее 22 дюймов, персональный компьютер (с техническими характеристиками не ниже
Intel Core i3-2100, DDR3 4096Mb, 500Gb), конференц-микрофон, беспроводной микрофон,
блок управления оборудованием, интерфейсы подключения: USB, audio, HDMI.
Интерактивная трибуна преподавателя является ключевым элементом управления,
объединяющим все устройства в единую систему, и служит полноценным рабочим местом
преподавателя. Мультимедийная аудитория также оснащена широкополосным доступом в
сеть интернет. Компьютерное оборудованием имеет соответствующее лицензионное
программное обеспечение.
Учебно-методическая литература для данной дисциплины имеется в наличии в
электронно-библиотечной системе "Консультант студента", доступ к которой
предоставлен студентам. Электронная библиотечная система "Консультант студента"
предоставляет полнотекстовый доступ к современной учебной литературе по основным
дисциплинам, изучаемым в медицинских вузах (представлены издания как чисто
медицинского профиля, так и по естественным, точным и общественным наукам). ЭБС
предоставляет вузу наиболее полные комплекты необходимой литературы в соответствии
с требованиями государственных образовательных стандартов с соблюдением авторских и
смежных прав.
Учебно-методическая литература для данной дисциплины имеется в наличии в
электронно-библиотечной системе "ZNANIUM.COM", доступ к которой предоставлен
обучающимся. ЭБС "ZNANIUM.COM" содержит произведения крупнейших российских
учёных, руководителей государственных органов, преподавателей ведущих вузов страны,
высококвалифицированных специалистов в различных сферах бизнеса. Фонд библиотеки
сформирован с учетом всех изменений образовательных стандартов и включает учебники,
26
учебные пособия, УМК, монографии, авторефераты, диссертации, энциклопедии, словари
и справочники, законодательно-нормативные документы, специальные периодические
издания и издания, выпускаемые издательствами вузов. В настоящее время ЭБС
ZNANIUM.COM соответствует всем требованиям федеральных государственных
образовательных стандартов высшего образования (ФГОС ВО) нового поколения.
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВО (Приказ МОН РФ № 871
от 30 июля 2014 г.), Уровень высшего образования – Подготовка кадров высшей
квалификации по направлению подготовки 06.06.01 – Биологические науки (аспирантура).
Автор:
Ильинская О.Н., д-р биол. наук, академик АН РТ, профессор, зав. каф. микробиологии
Рецензент:
Вершинина В.И., канд. биол. наук, доцент кафедры микробиологии
Программа одобрена на заседании Учебно-методической комиссии Института
фундаментальной медицины и биологии от 09.09.14, протокол № _1_.
27