Бно-методический комплекс по дисциплине сд. 03 «Основы микробиологии и биотехнологии»
| Вид материала | Курсовая |
- О. А. Миронова учебно-методический комплекс по дисциплине «основы таможенного дела», 679.3kb.
- Л. Л. Гришан Учебно-методический комплекс по дисциплине «Аудит» Ростов-на-Дону, 2010, 483.53kb.
- Учебно-методический комплекс по дисциплине «логические основы аргументации» Пособие, 211.36kb.
- Учебно методический комплекс по дисциплине «Основы менеджмента» Специальность 080111., 1025.16kb.
- О. А. Миронова Учебно-методический комплекс дисциплины «основы международного бизнеса», 782.97kb.
- Учебно-методический комплекс по дисциплине Основы прогрессивных технологий Направления, 1799.38kb.
- Вопросы к зачету по курсу "Основы биотехнологии", 27.24kb.
- Романова Елена Витальевна, кандидат экономических наук, доцент, доцент кафедры информатики, 254.32kb.
- План лабораторно-практических занятий по дисциплине «Основы микробиологии и биотехнологии», 40.32kb.
- Учебно-методический комплекс по дисциплине «Основы безопасности жизнедеятельности», 596.12kb.
Энгельсский технологический институт (филиал)
государственного образовательного учреждения высшего профессионального
образования «Саратовский государственный технический университет»
кафедра «Экология и охрана окружающей среды»
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС
по дисциплине СД.03
«Основы микробиологии и биотехнологии»
Специальность 280201.65 «Охрана окружающей среды и
рациональное использование природных ресурсов»
УМКД обсужден на заседании кафедры ЭКОС «3» сентября 2010 г., протокол № 1
Заведующая кафедрой, проф.________Л.Н. Ольшанская
Утвержден за заседании УМКС каф. МПП
« 3 » сентября 2010 г., протокол № 1
Председатель УМКС, проф._______ Л.Н.Ольшанская
ЭНГЕЛЬС 2010 г.
САРАТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
ЭНГЕЛЬССКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
Кафедра: Экология и охрана окружающей среды
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
Заочное обучение
по дисциплине СД.03 «Основы микробиологии и биотехнологии»
для специальности 280201 «Охрана окружающей среды и
рациональное использование природных ресурсов»
для направления 280200 «Защита окружающей среды»
Курс 5 Лекции - 14
Семестр 9 Лаборат. занятия - 4
Часов в неделю 4 Практич. занятия - 6
Курсовая работа - Самост. работа - 51
Контрольная работа 9 Всего -75 час.
Курсовой проект -
Экзамен 9
Зачет -
Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры
« 3 » сентября 2010 г., протокол № 1
Заведующая кафедрой Л.Н. Ольшанская
Рабочая программа утверждена за заседании УМКС/УМК
« 3 » сентября 2010г., протокол № 1
Председатель УМКС Л.Н.Ольшанская
1. Цель преподавания дисциплины и место в учебном процессе.
1.1 Целью курса «Основы микробиологии и биотехнологии» является изучение основных закономерностей жизнедеятельности микроорганизмов как базового компонента биосферы, который наряду с зелеными растениями определяет качество и многообразие условий среды, окружающего человека.
1.2. Задачи изучения дисциплины. Задачей курса «Основы микробиологии и биотехнологии» является овладение принципами и методами выделения, изучения идентификации основных групп микроорганизмов, изучение особенностей их физиологии, делающих микробы перспективными объектами биотехнологических исследований.
1.3. Дисциплина тесно взаимосвязана с общей экологией, неорганической и органической химией, химией окружающей среды и многими другими науками.
2. Требования к заданиям и умениям студентов по дисциплине.
Студент должен знать: методы выделения, культивирования, изучения представителей основных групп микроорганизмов в лабораторных условиях, в техногенных потоках и в окружающей человека природной среде.
Студент должен уметь: грамотно работать в микробиологической лаборатории, соблюдая условия стерильности, выделять элективные культуры микробов из различных сред, изучать внешний вид и физиологические особенности выделенной культуры.
Знание основных методов работы с микроорганизмами позволит студентам, специализирующимся в области защиты окружающей среды, овладеть более сложными методиками микробиологических и биотехнологических исследований.
3.Распределение трудоемкости (час) по темам и видам занятий для з/о
| № модуля | № темы | Наименование темы | Всего часов | Из них часов |
| Лекц. Лаб. Практ. Срс. | ||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 6 7 8 |
| 1 | 1 | Микроорганизмы как базовый компонент биосферы. | 46 | 10 2 4 30 |
| 2 | 2 | Биотехнология-важнейшая производительная сила современного мира. | 29 | 4 2 2 21 |
| | | Всего: | 75 | 14 4 6 51 |
4.Содержание лекционного курса
| № темы | Всего часов | № лекции | Тема лекций. Вопросы, отрабатываемые на лекции. |
| | | | |
| 1 | 2 | 1 | Прокариотическая клетка Клеточная стенка прокариотической клетки, ее строение и функции. Окраска бактерий по методу Грамма – важный диагностический признак. Наружная мембрана. Капсулы и слизистый слой. Жгутики и подвижность. Пили и фимбии. |
| 1 | 2 | 2 | Рост и питание микробов Типы питания. Основные источники органических веществ, макро- и микроэлементов. Поступление питательных веществ в клетку: пассивный перенос, активный транспорт, фагоцитоз, пиноцитоз. Рост в периодической культуре. Рост в непериодической культуре. Влияние факторов окружающей среды на жизнедеятельности микроорганизмов: влажность, концентрация растворенных солей, реакция среды (рН), температура. Отношение микроорганизмов к кислороду, солнечной радиации и антропогенным излучениям. Микробостатические и микробоцидные вещества. |
| 1 | 2 | 3 | Краткая характеристика отдельных групп Бактерии. Основные систематические группы и их краткая характеристика. Роль каждой группы в природных биоценозах. Актиномицеты, микоплазмы, риккетсии, цианобактерии. Особенности их строения и роль в природе. |
| 1 | 2 | 4 | Метаболизм микроорганизмов Обмен веществ как совокупность реакций катаболизма и анаболизма. Способы получения микроорганизмами энергии. Аэробное дыхание. Анаэробное дыхание. Брожение. Аэробное окисление органических веществ. Практическое использование этих процессов, их значение в очистке техногенных потоков и объектов окружающей среды. анаэробное окисление органических веществ. Анаэробное и карбонатное дыхание. Неполное окисление органических субстратов. Окисление неорганических соединений. Фототрофные микроорганизмы. Особенности бактериального фотосинтеза. Синтез основных компонентов клетки. Образование микроорганизмами биологически активных веществ. |
| 1 | 2 | 5 | Генетика и изменчивость микроорганизмов Понятие о генотипе и фенотипе. Виды изменчивости. Понятие о мутагенезе. Плазмиды катаболизма. Основные понятия о селекции микроорганизмов и генной инженерии. |
| 2 | 2 | 6 | Биотехнология-важнейшая производственная сила современного мира Принципы действия и конструкции биореакторов: лабораторные, пилотные, промышленные биореакторы. Микроорганизмы в биотехнологическом производстве Производство витаминов и антибиотиков. Производство биологически активных белков и гормонов (инсулин, гормон роста, кортизон, интерферон, интерлейкины). Биотехнологии, основанные на получении и использовании ферментов (пивоварение, хлебопечение. сыроварение и др.) Биодеградация и Биоконверсия. Биогеотехнология. Биоэнергатехнология. Биосенсоры. |
| 2 | 2 | 7 | Растительные и животные клетки-объекты биотехнологии Генетическая трансформация растений. Устойчивость к гербицидам. Устойчивость к насекомым. Вирус СПИДА и его происхождение. Жизненный цикл ВИЧ. Пути профилактики и лечения. Геномика История прочтения генома человека. Результаты исследования. Клонирование человека. Генетический груз. Опасения и перспективы. |
Всего: 14 часов
- Перечень практических занятий
| № темы | Всего часов | № работы | Наименование практического занятия. Вопросы, отрабатываемые на практическом занятии |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| 1 | 2 | 2 | Основы микробиологических методик. 1. Понятие стерильности. 2. Виды питательных сред. 3. Методы стерилизации. |
| | | | |
| 1 | 2 | 3 | Количественный учет микроорганизмов Методы количественного учета микроорганизмов на твердых питательных средах. |
| 2 | 2 | 7 | Знакомство с методами исследования объектов окружающей среды и техногенных потоков 1. Исследование почвы. 2. Исследование воды. 3. Исследование воздуха. |
Всего: 6 часов
- Перечень лабораторных работ
| № темы | Всего часов | № работы | Наименование лабораторных работ. Вопросы, отрабатываемые на лабораторном занятии |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| 1 | 2 | 1 | Знакомство с методом микроскопирования и строением бактериальной, растительной и животной клеток. 1. . Правила поведения в микробиологической лаборатории. 2. Принципы микроскопирования. 3. Правила работы с микроскопом. 4. Изучение готового препарата бактериальных клеток. |
| 1 | 2 | 4 | Методы и техника культивирования микроорганизмов на питательных средах |
Всего: 4 часа
7. Задания для самостоятельной работы студентов
| № темы | Всего часов | Вопросы для самостоятельного изучения | Литература |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| 1 | 4 | Вирусы и бактерии как возбудители заболеваний человека, животных, растений. | 1,2,3,6,12 |
| 2 | 4 | Виды и состав питательных сред. Создание элективных условий роста. | 1,2,3,7 |
| 1 | 3 | Таксисы и их значение в жизнедеятельности микроорганизмов. | 1,6 |
| 3 | 5 | Грибы, водоросли | 1,2,6 |
| 1 | 13 | Микроорганизмы как базовый компонент биосферы Разнообразие форм жизни на Земле. Современные представления о положении микроорганизмов в мире живого. Сравнение эукариот и прокариот. Архебактерии. Предмет и задачи микробиологии, краткая история ее развития. Необходимость возникновения биотехнологии как науки и ее место в системе наук о жизни на Земле. | 1,2,3,6,12 |
| 1 | 13 | Клетка и ее структура Эукариотическая клетка, ее форма, строение и химический состав. Основные биополимеры эуцита – белки, ДНК, РНК, полисахариды и липиды. Их строение и функции. | 1,2,3,6,12 |
| 1 | 12 | Экология микроорганизмов Уровни живой природы. Микрофлора природных сред: почвы, воздуха, воды. Формы взаимоотношений микроорганизмов. Микробы и биота: растения, животные, человек. Фитопатогенные и патогенные микроорганизмы, паразитизм. | 1,2,3,6,12 |
| 2 | 13 | Определение биотехнологии, ее задачи, методы, объекты. Структура типовой биотехнологической системы: субстрат и продукт, биологический агент, технология, режим. Традиционные виды сырья и перспективные для биотехнологии субстраты | 1,2,3,6,12 |
| 2 | 13 | Микроорганизмы в биотехнологическом производстве Способы культивирования: периодическое, непрерывное, поверхностное, глубинное, твердофазное. Технология биосинтеза аминокислот, антибиотиков. Основы биосинтеза ферментативного гидролиза целлюлозы. Получение глюкозо-фруктозных сиропов. создание микробов-продуцентов селекционно-генетическим методом. Генно-инженерное получение микробов-продуцентов. Производство пищевых белков и аминокислот. | 1,2,3,6,12 |
| 2 | 15 | Растения производители белков животного происхождения (незаменимые аминокислоты, энкефалин, моноклональные иммуноглобулины, бета-интерферон. вакцина против холеры). Трансгенные растения- производители жиров и полисахаридов. Изменение свойств сельскохозяйственных и технических растений. Культура клеток. Каллусы. Клетки животных – продуценты биологически активных веществ (эритропоэтин, фактор свертывания крови VIII, инсулин, антитрипсин, белок вируса гепатита В, интерлейкины, моноклональные антитела, антигены вируса СПИД). Трансгенные животные. Положение дел в России. Опасения. Перспективы. | 1,2,3,6,12 |
Всего: 51 час
Экзаменационные вопросы.
1.Разнообразие форм жизни на Земле. Современные представления о положении микроорганизмов в мире живого. Сравнение эукариот и прокариот.
2. Предмет и задачи микробиологии, краткая история ее развития. Место науки микробиологии в экологическом мониторинге. Необходимость возникновения биотехнологии как науки и ее место в системе наук о жизни на Земле.
3. Эукариотическая клетка, ее форма, строение и химический состав. Основные биополимеры эуцита – белки, ДНК, РНК, полисахариды и липиды. Их строение и функции.
4. Прокариотическая клетка. Форма и химический состав прокариот. Бактериальное ядро. Его строение и функции. Цитоплазма и мембраны. Рибосомы.
5. Основные биополимеры прокариот: белки, полисахариды, липиды, липополисахариды. Участие биополимеров в межклеточных контактах.
6. Клеточная стенка прокариотической клетки, ее строение и функции. Окраска бактерий по методу Грамма – важный диагностический признак. Капсулы и слизистый слой. Жгутики и подвижность. Пили и фимбрии.
7. Рост и питание микробов. Типы питания. Основные источники органических веществ, макро- и микроэлементов.
8. Поступление питательных веществ в клетку: пассивный перенос, активный транспорт, фагоцитоз, пиноцитоз. Рост в периодической культуре. Рост в непериодической культуре.
9. Влияние факторов окружающей среды на жизнедеятельности микроорганизмов: отношение микроорганизмов к кислороду, солнечной радиации и антропогенным излучениям.
10. Бактерии. Основные систематические группы и их краткая характеристика. Роль каждой группы в природных биоценозах.
11. Актиномицеты, микоплазмы, риккетсии, цианобактерии. Особенности их строения и роль в природе.
12. Обмен веществ как совокупность реакций катаболизма и анаболизма. Способы получения микроорганизмами энергии. Аэробное дыхание. Анаэробное дыхание. Брожение.
13. Аэробное окисление органических веществ. Практическое использование этих процессов, их значение в очистке техногенных потоков и объектов окружающей среды.
14. Анаэробное окисление органических веществ. Анаэробное и карбонатное дыхание. Неполное окисление органических субстратов.
15. Окисление неорганических соединений. Фототрофные микроорганизмы. Особенности бактериального фотосинтеза.
16. Синтез основных компонентов клетки. Образование микроорганизмами биологически активных веществ.
17. Генетика и изменчивость микроорганизмов. Понятие о генотипе и фенотипе. Виды изменчивости.
18. Понятие о мутагенезе. Плазмиды катаболизма. Основные понятия о селекции микроорганизмов и генной инженерии.
19.. Микрофлора природных сред: почвы, воздуха, воды. Формы взаимоотношений микроорганизмов.
20. Микробы и биота: растения, животные и человек. Фитопатогенные и патогенные микроорганизмы, паразитизм. Растительно-бактериальный симбиоз. Практическое применение в агротехнической практке.
21. Определение биотехнологии, ее задачи, методы, объекты. Структура типовой биотехнологической системы: субстрат и продукт, биологический агент, технология и режим.
22. Традиционные виды сырья и перспективные для биотехнологии субстраты. Принципы действия и конструкции биореакторов: лабораторные, пилотные и промышленные биореакторы.
23. Способы культивирования: периодическое, непрерывное, поверхностное, глубинное, твердофазное. Технология биосинтеза аминокислот, антибиотиков.
24. Основы биотехнологии ферментативного гидролиза целлюлозы. Получение глюкозо-фруктозных сиропов.
25.. Создание микробов-продуцентов селекционно-генетическим методом. Генно-инженерное получение микробов-продуцентов. Производство пищевых белков и аминокислот.
26. Производство витаминов и антибиотиков. Производство биологически активных белков и гормонов (инсулин, гормон роста, кортизон, интерферон, интерлейкины).
27. Биотехнологии, основанные на получении и использовании ферментов (пивоварение, хлебопечение, сыроварение и др.).
28. Генетическая трансформация растений. Устойчивость к гербицидам. Устойчивость к насекомым.
29. Растения – производители белков животного происхождения (незаменимые аминокислоты, энкефалин, монокональные иммуноглобулины, бета-интерферон, вакцина против холеры).
30. Трансгенные растения – производители жиров и полисахаридов. Изменение свойств сельскохозяйственных и технических растений. Культура клеток. Каллусы.
31. Клетки животных – продуценты биологически активных веществ (эритропоэтин, инсулин).
32. Трансгенные животные.
34. Вирус СПИДА и его происхождение. Жизненный цикл ВИЧ. Пути профилактики и лечения.
Список основной и дополнительной литературы.
1. Теппер Е.З. Практикум по микробиологии: Учеб пособие для вузов / Е.З. Теппер, В.К. Шильникова, Г.И. Переверзева; Под ред. В.К. Шильниковой. – М.: Дрофа, 2004. – 256 с.
2. Микробиология: учебник / О.Д. Сидоренко, Е.Г. Борисенко, А.а. Ванькова, Л.И. Войно. М.: ИНФРА – М. 2005. – 287 с.
3. Егорова Т.А. Основы биотехнологии: Учеб пособие для вузов. М.: Академия, 2003.-280с.
4. Кузьмина Н.А. Основы биотехнологии. М.: Мир, 2006. -436с.
5. Сидоренко О.Д., Борисенко Е.Г., Ванькова А.А., Войно Л.И. Микробиология: Учебник для агротехнологов, М.: ИНФРА-М, 2005. – 287с.
6. Гусев М.В., Минеева Л.А. Микробиология. М.: Академия,2007. – 464с.
7. Арефьева О.А., Ерошкина А.а. Микробиология: метод. указания к лабораторным работам Часть 1. – Саратов: СГТУ, 2007. – 27с.
8. Арефьева О.А., Ерошкина А.а. Микробиология: метод. указания к лабораторным работам Часть 2. – Саратов: СГТУ, 2007. – 27с.
9. Сироткин А.С. агрегация микроорганизмов: флоккулы. Биопленки, микробные гранулы. – Казань: Из-во «Фен» АНРТ, 2007. -160 с.
10. Основы биотехнологии: учебно-методическое пособие / А.с. Сироткин, Р.К. Закиров, Г.И. Шагинурова, Л.В. Лопухов, В.Б. Жукова, С. А. Александровский; казан. Гос. Технол. Ун-т. Казань, 2006. -100с.
11. Нетрусов А.И. Экология микроорганизмов / А.И.Нетрусов, Е.А. Бонч-Осмоловская, в.М. Горленко, М. В. Иванов, Г.И. Каравайко, П.А. Кожевин, Н.Н. Колотилова // Изд. центр «Академия». – 2004. – 236 с.
12. Шлегель Г. Общая микробиология: Пер. с нем.- М.: Мир, 1997.
13. Стейниер Р., Эднльберг Э., Мингрем Дж. Мир микробов (3 тома). М.. 1979. -330с.
14. Перт С.Д. Основы культивирования организмов и клеток. М.: Мир, 1978.
15. Грин Н., Стаут У., Тейлор Д. Биология (3 тома). М.: Мир, 1996.
16. Методы общей бактериологии (3 тома). П/ред. Герхардта. М.: Мир, 1984.
17. Определитель бактерий Берджи (2тома). 9-е издание. М.: Мир. 1997. -280с.
18. Земсков М.В. Основы общей микробиологи и вирусологии. Изд-во «Колос». Москва. 1972. – 286с.
19. Доклад о состоянии окружающей природной среды Саратовской области в 2001 году. Саратов 2002. – 157с.
20. Доклад о состоянии окружающей природной среды Саратовской области в 2001 году. Саратов 2003 – 196с.
21. Доклад о состоянии окружающей природной среды Саратовской области в 2001 году. Саратов 2004 – 190 с.
22. Бухарин О.в, Литвин В.Ю. Патогенные бактерии в природных экосистемах. Екатеринбург, 1997. – 268 с.
23. Роуз Э. Химическая микробиология. М.: Мир.1971. – 286 с.
14. Применение ТСО, слайдов, плакатов
Дополнения и изменения к рабочей программе:
Рабочая программа пересмотрена на заседании кафедры
3 сентября 2010 года, протокол № 1
Зав. кафедрой д.х.н., профессор Ольшанская Л.Н.
Изменений и дополнений нет
3 сентября 2010 года, протокол № 1
Председатель УМКС Ольшанская Л. Н.
Разработала доцент Арефьева О. А.