Предмет и задачи микробиологии, ее место и роль в современной биологии. Значение микробиологии для народного хозяйства и охраны здоровья. Подразделение микробиологии: общая микробиология, медицинская, ветеринарная, сельскохозяйственная, техническая, космическая, вирусология, генетика микроорганизмов. Основные направления развития современной микробиологии. Задачи различных направлений микробиологической науки.
Методы микробиологических исследований: микроскопия, выделение чистых культур микроорганизмов и их культивирование, идентификация и др. Правила работы в микробиологических лабораториях.
Открытие микромира А. Левенгуком. Морфологический период в микробиологии. Работы Л. Пастера, заложившие основы физиологического направления в микробиологической науке. Исследования Р. Коха, Л.С. Ценковского, И.И. Мечникова, определившие успехи медицинской микробиологии. Работы основоположников почвенной микробиологии С.Н. Виноградского и М. Бейеринка, В.Л. Омельянского. Открытие вирусов Д.И. Ивановским. Первые успехи вирусологии. Развитие биохимического направления в микробиологии. Работы А. Клюйвера и К. ван Нилля. Концепция биохимического единства живых организмов.
Питательные среды в микробиологии (классификация, принцип изготовления). Накопительные культуры; методы их получения. Чистые культуры микроорганизмов; методы их получения.
Понятие роста и размножения прокариот. Основные параметры роста культур: время генерации прокариот, скорость роста и выход биомассы. Закономерность роста бактерий в периодической чистой культуре. Кривая роста, фазы роста бактериальной популяции. Непрерывные и синхронные культуры. Культивирование иммобилизационных клеток микроорганизмов. Особенности культивирования анаэробных и аэробных бактерий. Влияние на рост микроорганизмов кислотности среды (pН), молекулярного кислорода (О2).
Уровни клеточной организации прокариот, их отличие от эукариот. Особенности морфологии и размеров прокариот. Плеоморфизм бактерий. Постоянные и временные структуры бактериальной клетки. Химический состав, строение и функции клеточной стенки бактерий. Отличие клеточной стенки грамположительных и грамотрицательных прокариот. Бактериальные протопласты и сферопласты, L-формы бактерий. Цитоплазматическая мембрана (ЦПМ), строение и функции. Транспорт веществ через ЦПМ. Производные ЦПМ и их функции. Цитозоль. Ядерный аппарат (нуклеоид): химическая и структурная организация, функции. Плазмиды. Участие плазмид в конъюгации. Рибосомы, их строение и отличие от рибосом эукариот. Структура РНК. Поверхностные структуры бактериальной клетки. Капсула, слизистые чехлы, ворсинки. Жгутики, их строение, размещение на клетке, механизм функционирования. Типы движения бактерий. Пили, ворсинки (фимбрии) общего типа, половые пили, шипы. Внутриплазматические включения. Аэросомы, карбоксисомы, магнитосомы, хлоросомы, фикобилисомы. Эндоспоры бактерий и другие покоящиеся формы прокариот. Запасные питательные вещества.
Химический состав прокариотической клетки. Конституционные и индуцибельные ферменты. Роль ферментов в жизни микроорганизмов. Регуляция активности синтеза ферментов. Факторы роста бактериальной клетки. Питание прокариот. Ассимиляция углекислоты автотрофами и гетеротрофами. Органотрофы, литотрофы. Физиологические группы прокариот: фототрофы, хемотрофы, ауксотрофы, прототрофы, миксотрофы, сапрофиты и паразиты. Поступление питательных веществ в клетку прокариот. Метаболизм. Энергетический и конструктивный метаболизм. Источники и способы получения энергии. Пути метаболизма. Путь Эмбдена-Миергофа-Парнаса (гликолиз). Путь Варбурга-Дикенса-Корекера (пентозофосфатный). Путь Энтнера-Дудорова. Регуляция различных метаболических путей. Формы запасания энергии в клетках прокариот. Брожение. Типы брожения: спиртовое, маслянокислое, молочнокислое (гомо- и гетероферментативное), пропионовокислое, уксуснокислое и т.д. Фотосинтез. Хемосинтез. Анаэробное, аэробное дыхание. Электрон-транспортные цепи (ЭТЦ). Неполное окисление. Нитратное (денитрификация), карбонатное, сульфатное, фумаратное дыхание. Роль в природе метанообразующих, нитрифицирующих и других прокариот.
Бактериальный фотосинтез и его отличие от фотосинтеза растений. Механизмы влияния физических, химических и биологических факторов на жизнедеятельность микроорганизмов.
Принципы систематики бактерий. Классификация, номенклатура и идентификация бактерий. Критерии систематики. Таксономические категории. Группы прокариот по определителю бактерий Берги. Отделыцарства Procaryotae: I. Gracillicutes; II. Firmicutes; III. Tenericutes; IV. Mendosicutes.
Характеристика основных групп бактерий. Фототрофные бактерии. Миксобактерии. Риккетсии. Спирохеты. Свободноживущие и симбиотические азотфиксирующие микроорганизмы. Группа молочнокислых бактерий. Бактерии группы кишечной палочки. Пропионовокислые бактерии. Споросоздающие бактерии. Актиномицеты. Микоплазмы. Архебактерии.
Влияние физических и химических факторов среды на бактерии: кислород, температура, гидростатическое давление, осмотическое давление, ультразвук, излучение, кислотность среды, антисептики. Понятие о стерилизации, пастеризации, антисептике, дезинфекции.
Взаимоотношения микроорганизмов. Ассоциативные взаимоотношения: метабиоз, симбиоз, комменсализм, саттелитизм. Конкурентные взаимоотношения: антагонизм, паразитизм. Бактериоцины.
Антибиотики. Продуценты антибиотических веществ. Механизм действия антибиотиков. Спектр действия. Антибиотикорезистентность бактерий.
Взаимоотношения микроорганизмов с растениями. Микрофлора ризосферы. Эпифитная микрофлора растений. Фитопатогенные микроорганизмы. Взаимоотношения микроорганизмов с человеком и животными. Нормальная микрофлора человека и животных. Патогенные микроорганизмы. Инфекции.
Происхождение вирусов. РНК-ДНК-геномные вирусы. Структурная организация вириона. Капсиды. Взаимоотношение вирусов с клеткой хозяина. Цикл репродукции вирусов. Депротеинизация вируса. Синтез компонентов вируса. Морфогенез вируса. Выход вирусов из клетки. Культивирование вирусов.
Бактериофаги. Морфотипы бактериофагов. Взаимодействие фагов с бактериальной клеткой. Лизогения. Литический цикл. Фаговая конверсия. Резистентность фагов к физическим и химическим факторам. Практическое использование бактериофагов.
Понятие о вироидах, прионах и др. Прионы – “инфекционные белки”, вызывающие медленно протекающие инфекции у животных и человека.
№ п/п |
Название тем |
Количество аудиторных часов |
||
Всего |
Лекции |
Лабораторные занятия |
||
1 |
Введение. Возникновение и развитие микробиологии |
2 |
2 |
|
2 |
Рост, размножение, культивирование прокариот |
6 |
2 |
4 |
3 |
Морфология и структурно-функциональная организация прокариот |
16 |
6 |
10 |
4 |
Физиология прокариот |
10 |
4 |
6 |
5 |
Систематика и классификация прокариот |
4 |
2 |
2 |
6 |
Экология прокариот |
8 |
4 |
4 |
7 |
Основы вирусологии |
4 |
2 |
2 |