Рабочая программа дисциплины «экология микроорганизмов» Код дисциплины по учебному плану дс. Ф. 8 для студентов специальности 020209. 65 «Микробиология»

Вид материала

Рабочая программа

Содержание Экология микроорганизмов 1. Организационно-методический раздел Цель курса Задачи курса Место курса в профессиональной подготовке специалиста 2. Распределение часов по темам и видам работ 3. Содержание программы Тема 2. Аутэкология микроорганизмов Тема 3. Сообщества микроорганизмов Тема 4. Микроорганизмы и атмосфера Тема 5. Микробные сообщества водных экосистем Тема 6. Экология почвенных микроорганизмов Тема 7. Роль микроорганизмов в биогеоценотическом обмене веществ Тема 8. Прикладная экология микроорганизмов 3.2. Темы семинарских занятий 3.3. Тематика заданий для самостоятельной работы Примерный список вопросов к экзамену 4. Формы промежуточного и итогового контроля 5. Учебно-методическое обеспечение курса

Подобный материал:

• Рабочая программа дисциплины «роль микроорганизмов в жизни растений» Код дисциплины, 88.04kb.
• Рабочая программа дисциплины «нормальная микрофлора человека» Код дисциплины по учебному, 110.88kb.
• Рабочая программа дисциплины «цитология микроорганизмов» Код дисциплины по учебному, 119.01kb.
• Рабочая программа дисциплины «жизнь микроорганизмов в экстремальных условиях» Код дисциплины, 123.41kb.
• Рабочая программа дисциплины «микробиология» Код дисциплины по учебному плану опд., 486.13kb.
• Рабочая программа дисциплины «биотехнология пищевых производств» Код дисциплины, 127.52kb.
• Рабочая программа дисциплины «промышленная микробиология и биотехнология» Код дисциплины, 235.83kb.
• Рабочая программа дисциплины «микробиологические процессы в пищевой промышленности», 100.49kb.
• Рабочая программа дисциплины «микробиология и вирусология» Код дисциплины по учебному, 460.94kb.
• Рабочая программа дисциплины «эколого-микробиологическая оценка окружающей среды» Код, 143.43kb.

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Иркутский государственный университет»

(ФГБОУ ВПО «ИГУ»)


«Утверждаю»

_____________________

Проректор по учебной работе,

проф. И. Н. Гутник

«____»_____________20____г.


Биолого-почвенный факультет

Кафедра микробиологии


РАБОЧАЯ ПРОГРАММА


дисциплины « ЭКОЛОГИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ»

Код дисциплины по учебному плану ДС.Ф.8

для студентов специальности 020209.65 «Микробиология»


г. Иркутск


1. ОРГАНИЗАЦИОННО-МЕТОДИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ


В настоящее время экология микроорганизмов рассматривается не только как прикладная дисциплина, а, прежде всего, как теоретическая, фундаментальная дисциплина, имеющая значение для естествознания в целом. Благодаря своей близости к молекулярным, биохимическим подходам, геохимии, экология микроорганизмов играет центральную роль в естествознании.

Цель курса – изучение структурных и функциональных особенностей микробных сообщества, взаимодействующих со средой своего обитания на основе трофических связей, включающих химические трансформации веществ.

Задачи курса

• познакомить студентов с процессом взаимодействий микроорганизмов со средой обитания, их жизненными стратегиями и адаптационными приспособлениями;
  
• дать представление о структуре микробного сообщества, его физической организации в пространстве, кооперативных и конкурентных взаимоотношениях между его членами;
  
• познакомить с микробными сообществами водных и наземных сред; осветить роль микроорганизмов в формировании газового состава атмосферы;
  
• показать многообразие взаимоотношений микроорганизмов с представителями других групп живого мира;
  
• дать основные представления о геохимической деятельности микроорганизмов;
  
• познакомить студентов с классическими и молекулярно-биологическими методами исследования структуры микробных сообществ;
  
• познакомить с прикладными аспектами экологии микроорганизмов.
  

Место курса в профессиональной подготовке специалиста


Углубленное изучение физиологии и биохимии микроорганизмов на основе чистых культур, дополненное геномикой и протеомикой, заставляет студентов забывать о больших системах, в которых действуют микроорганизмы. Для того чтобы вписать знание микробиологов в понимание среды обитания микроорганизмов и вызываемых их деятельностью изменений, необходимы знания геосферных и биосферных систем, знания о месте микроорганизмов в естествознании.


2. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЧАСОВ ПО ТЕМАМ И ВИДАМ РАБОТ

№	Темы, разделы	Всего часов	Виды подготовки		Самостоятельная работа
			Лекции	Практические занятия	Самостоятельная работа студентов	КСР
1	Тема 1. Предмет, цель и задачи курса «Экология микроорганизмов». История развития экологии микроорганизмов как науки. Направления современной экологии микроорганизмов. Методы экологической микробиологии	7	1	1	5	-
2	Тема 2. Аутэкология микроорганизмов	8	1	1	6	-
3	Тема 3. Сообщества микроорганизмов	10	2	2	5	1
4	Тема 4. Микроорганизмы и атмосфера	7	1	1	5	-
5	Тема 5. Микробные сообщества водных экосистем	9	2	2	5	-
6	Тема 6. Экология почвенных микроорганизмов	10	2	2	5	1
7	Тема 7. Роль микроорганизмов в биогеоценотическом обмене веществ	8	1	1	6	-
8	Тема 8. Прикладная экология микроорганизмов	11	2	2	6	1
	ВСЕГО (часы)	70	12	12	43	3

3. СОДЕРЖАНИЕ ПРОГРАММЫ


3.1 Общее (по всем темам)


Тема 1. Предмет, цель и задачи курса «Экология микроорганизмов». История развития экологии микроорганизмов как науки. Направления современной экологии микроорганизмов. Методы экологической микробиологии


Основной предмет изучения дисциплины, цели и задачи экологии микроорганизмов. Биосфера и микроорганизмы. Дисперсия микроорганизмов. История развития экологии микроорганизмов. С.Н. Виноградский и М Бейеринк – основоположники экологического направления в микробиологии. Экологический принцип Виноградского-Бейеринка. Вклад В.П. Омелянского, Н.Г. Холодного, Б.Н. Перфильева, Б.Л. Исаченко и др. в развитие экологии микроорганизмов как науки. Направления современной экологии: аутэкология, синэкология, популяционная экология, системная экология.

Классические и молекулярно-биологические методы исследования структуры микробных сообществ. Изучение активности микроорганизмов в природе.


Тема 2. Аутэкология микроорганизмов


Влияние на жизнедеятельность микроорганизмов абиотических факторов среды. Кардинальные точки роста: минимум, оптимум, максимум. Толерантность. Стено- и эврибионтные организмы. Механизмы взаимодействия прокариот с молекулярным кислородом. Токсические эффекты молекулярного кислорода и его производных. Защитные механизмы клеток прокариот. Влияние высоких и низких температур на жизнедеятельность микроорганизмов. Психрофилы, мезофилы, термофилы, гипертермофилы. Стено- и эвритермные формы. Механизмы психро- и термофилии. Влияние рН среды на жизнедеятельность микроорганизмов. Нейтрофилы, ацидофилы, алкалофилы. Механизмы рН-гомеостаза. Водная активность среды. Галофилы. Осмофилы. Механизмы осморегуляции и осмопротекторные вещества. Ксерофилия. Фотосинтетически активная радиация для разных групп фототрофов. УФ-излучение, ионизирующее излучение. Механизмы радиоустойчивости. Влияние земного тяготения, магнитных полей, гидростатического давления на жизнедеятельность микроорганизмов. Соединения и ионы, токсичные для микроорганизмов. Концентрация питательных веществ. Копиотрофы и олиготрофы. Адаптивные реакции микроорганизмов на стрессовые воздействия.

Экстремальные условия и приспособление к ним микроорганизмов. Экстремофильные микроорганизмы. Экзобиология и микроорганизмы.

Приспособление к физическим условиям среды: взвешанные (планктонные), прикрепленные формы. Таксисы у прокариот. Формирование биопленок и жизнь в коллоидной среде. Адгезия. Эпифиты, литофильные организмы. Жизнь в подвижной среде. Кренофилы.


Тема 3. Сообщества микроорганизмов


Микробное сообщество как целостность. Трофические взаимодействия в микробном сообществе. Кооперация и конкуренция. Кооперативные трофические взаимоотношения. Продукт-субстратные взаимодействия между организмами. Трофические цепи и сети. Термодинамические требования к сообществу и отдельным организмам в нем. Экофизиологические группы в сообществе: первичные продуценты, деструкторы и их специализация по субстратам. Копиотрофы (зимогены), гидролитики, диссиптрофы, первичные анаэробы, вторичные анаэробы. Гидрогенотрофные и ацетотрофные организмы. Анаэробное окисление летучих жирных кислот. Межвидовой перенос водорода и катаболическая синтрофия. Газотрофы. Автохтоны. Развитие сообщества от колонизации до климакса. Сукцессия. Бинарные взаимодействия. Конкуренция за субстрат и правило конкурентного вытеснения. Жизненные стратегии. К-стратеги, r-стратеги, L-стратеги. Конкуренция между группами в сообществе. Проткооперация и анаболическая синтрофия. Антибиоз и продукция физиологически активных веществ. Авторегуляция микробных сообществ. Физическая организация сообществ в пространстве. Правило минимального диффузионного расстояния. Циано-бактериальное сообщество как прототип взаимодействия в сообществе. Пространственная организация взаимодействующих групп микроорганизмов. Эдификаторы. Биопленки. Хлопья.

Анаэробные сообщества. Метаногенное сообщество. Сульфидогенное сообщество. Аноксигенное фототрофное сообщество. Бактериальный окислительный фильтр и газотрофы. Аэробное сообщество.

Взаимодействия микроорганизмов с представителями других групп живого мира. Прокариоты и протисты. Эндосимбионты и эпибионты. Симбиозы метаногенных бактерий и морских анаэробных простейших. Гидрогеносомы. Симбиотрофное питание. Симбиозы прокариот и морских беспозвоночных животных. Трофосомы. Симбионты насекомых (внеклеточные и внутриклеточные). Мицетомы. Насекомые – переносчики возбудителей инфекционных болезней животных и растений. Симбиозы микроорганизмов с растительноядными животными. Микробные сообщества рубца жвачных. Нормальная микрофлора человека, ее функции и значение.

Микробно-растительные взаимодействия. Альго-бактериальные взаимодействия. Микроорганизмы ризосферы и ризопланы, филлосферы и филлопланы. Симбиотические взаимоотношения микроорганизмов и растений.

Микроорганизмы как контролирующие агенты в макросистемах. Фитопатогенные микроорганизмы. Энтомопатогенные микроорганизмы. Патогенные для человека микроорганизмы. Стратегии паразитизма. Патогенность и вирулентность. LD₅₀, DLM. Факторы патогенности.

Тема 4. Микроорганизмы и атмосфера


Роль микроорганизмов в формировании газового состава атмосферы. Источники, стоки, резервуары газов атмосферы. Создание кислородной атмосферы в результате дисбаланса между продукцией и деструкцией органического вещества. Бактерии как важнейший фактор поддержания микрокомпонентного состава атмосферы. Дыхание почвы и продукция СО₂. Газогенерирующие анаэробные сообщества. Окислительный бактериальный фильтр. Парниковый эффект и микроорганизмы.

Атмосфера как среда обитания микроорганизмов. Способы попадания микроорганизмов в воздух. Микрофлора воздуха. Микрофлора воздуха закрытых помещений. Микробный аэрозоль.


Тема 5. Микробные сообщества водных экосистем


Характеристика водоемов как среды обитания микроорганизмов. Классификация водоемов. Физико-химические свойства водной массы. Стратификация водоемов. Микроорганизмы аэробной зоны. Микроорганизмы микроаэрофильной зоны. Микроорганизмы анаэробной зоны. Микроорганизмы донных отложений. Иловая микрофлора. Микробиологические процессы, осуществляемые микроорганизмами в эпилимнионе, гиполимнионе, иловых отложениях. Поверхностная пленка воды как первая экологическая ниша в эпилимнионе. Микрофлора льда. Эвтрификация водоемов. Самоочищение водоемов. Зоны сапробности и индикаторные микроорганизмы. Роль микроорганизмов с самоочищении водоема.

Морская микробиология. Пелагиаль и олиготрофный океан. Замкнутость циклов в пелагиали. Фотическая зона. Зона регенерации. Экспортная продукция. Пеллеты. Численность микроорганизмов в пелагиали. Выедание зоопланктоном. Развитие микроорганизмов в зонах апвеллинга и высокой продуктивности. Микробные сообщества гидротермальных вентов. Микрофлора донных отложений глубоководных частей океана. Формирование конкреций. Седиментация и роль сульфидогенного сообщества в деструкции осевшего органического вещества. Диагенез. Кероген. Окислительно-восстановительный барьер в донных осадках и последовательность реакций по профилю.

Циклы биогенных элементов в водных экосистемах.


Тема 6. Экология почвенных микроорганизмов


Специфика почвы как среды обитания микроорганизмов. Пространственная гетерогенность почв. Почвенные горизонты. Почва как трехфазная система. Твердая фаза почвы. Адгезия и развитие микроорганизмов на поверхности почвенных частиц. Жидкая фаза почвы. Газовая фаза почвы. Дыхание почвы и ее зависимость от гидротермических условий. Эмиссия газов почвой как показатель баланса между продукцией и окислением газов.

Концепция строения и функционирования комплекса почвенных микроорганизмов. Почва как множество сред обитания микроорганизмов. Принцип микрозональности. Микробный пул. Пул метаболитов. Принцип дублирования физиолого-биохимических процессов в почве. Микробная сукцессия в почве.

Функциональная роль почвенных микроорганизмов. Роль микроорганизмов в процессах почвообразования. Разложение лигноцеллюлозы микробными сообществами как доминирующий и характерный для почв трофический маршрут. Образование гумуса и его распад. Автохтонная и зимогенная микрофлора почвы. Взаимодействие микроорганизмов с растениями. Самоочищение почвы.


Тема 7. Роль микроорганизмов в биогеоценотическом обмене веществ


Водные и наземные среды: энергетический поток, круговорот элементов (углерода, азота, фосфора, серы и др.). Сопряжение биогеохимических циклов. Основные функциональные группировки организмов цикла органического углерода. Основные группы микроорганизмов цикла азота: азотфиксаторы, аммонификаторы, нитрификаторы, нитратредукторы, денитрификаторы. Основные группы микроорганизмов цикла серы: сульфат-редукторы, серо-редукторы, серобактерии, тионовые бактерии, аноксигенные серные фотосинтезирующие бактерии. Участие микроорганизмов в круговороте фосфора. Основные группы микроорганизмов цикла железа: аэробные железобактерии, железоредукторы, магнетитобразующие бактерии, магнитотаксические бактерии. Геохимическая деятельность микроорганизмов.


Тема 8. Прикладная экология микроорганизмов


Роль микроорганизмов в очистке окружающей среды. Самоочищение природных сред. Контроль состояния природной среды. Биоремедиация загрязненных почв и грунтов. Деградация ксенобиотиков. Борьба с загрязнениями нефтью.

Очистка сточных вод. Аэротенки. Метантенки. Сообщества очистных сооружений. Очистка воды для потребления.

Биологическая обработка органических отходов. Обработка твердых бытовых отходов. Компостирование. Твердофазная анаэробная ферментация.

Использование микроорганизмов в биотехнологии. Бактериальная гидрометаллургия. Использование микроорганизмов при добыче полезных ископаемых. Добыча нефти и нефтяная микробиология.


Для освоения курса предусмотрены лекционные, семинарские занятия, написание рефератов, самостоятельное изучение предложенных в программе вопросов.


3.2. Темы семинарских занятий

Занятие 1

Тема. 2. Аутэкология микроорганизмов


Вопросы для обсуждения:

1. Механизмы взаимодействия прокариот с молекулярным кислородом. Токсические эффекты молекулярного кислорода и его производных. Защитные механизмы клеток прокариот.
   
2. Влияние высоких и низких температур на жизнедеятельность микроорганизмов. Психрофилы, мезофилы, термофилы, гипертермофилы. Механизмы психро- и термофилии.
   
3. Влияние рН среды на жизнедеятельность микроорганизмов. Нейтрофилы, ацидофилы, алкалофилы. Механизмы рН-гомеостаза.
   
4. Водная активность среды. Галофилы. Осмофилы. Механизмы осморегуляции и осмопротекторные вещества. Ксерофилия.
   
5. Влияние излучений на микроорганизмы. Фотосинтетически активная радиация для разных групп фототрофов. УФ-излучение, ионизирующее излучение. Механизмы радиоустойчивости.
   
6. Влияние земного тяготения, магнитных полей, гидростатического давления на жизнедеятельность микроорганизмов.
   
7. Соединения и ионы, токсичные для микроорганизмов. Адаптивные реакции микроорганизмов на стрессовые воздействия.
   
8. Экстремофильные микроорганизмы.
   

Занятие 2

Тема. 3. Сообщества микроорганизмов


Вопросы для обсуждения:

1. Кооперативные трофические взаимоотношения в микробном сообществе.
   
2. Экофизиологические группы в сообществе: первичные продуценты, деструкторы и их специализация по субстратам. Копиотрофы (зимогены), гидролитики, диссиптрофы, первичные анаэробы, вторичные анаэробы.
   
3. Гидрогенотрофные и ацетотрофные организмы. Анаэробное окисление летучих жирных кислот. Межвидовой перенос водорода и катаболическая синтрофия.
   
4. Конкурентные отношения в микробном сообществе.
   
5. Антибиоз и продукция физиологически активных веществ. Авторегуляция микробных сообществ.
   
6. Физическая организация сообществ в пространстве.
   

Занятие 3

Тема. 3. Сообщества микроорганизмов


Вопросы для обсуждения:

1. Циано-бактериальное сообщество как прототип взаимодействия в сообществе.
   
2. Биопленки. Хлопья.
   
3. Метаногенное сообщество.
   
4. Сульфидогенное сообщество.
   
5. Аноксигенное фототрофное сообщество.
   
6. Бактериальный окислительный фильтр и газотрофы.
   
7. Аэробное сообщество.
   
8. Взаимодействия микроорганизмов с представителями других групп живого мира. Прокариоты и протисты.
   
9. Симбиотрофное питание и симбионтный тип питания. Симбиозы прокариот и морских беспозвоночных животных. Симбионты насекомых. Энтомопатогенные микроорганизмы.
   
10. Симбиозы микроорганизмов с растительноядными животными. Микробные сообщества рубца жвачных.
    
11. Нормальная микрофлора человека, ее функции и значение. Патогенные для человека микроорганизмы. Стратегии паразитизма. Патогенность и вирулентность. LD₅₀, DLM. Факторы патогенности.
    
12. Микробно-растительные взаимодействия. Микроорганизмы ризосферы и ризопланы, филлосферы и филлопланы. Симбиотические взаимоотношения микроорганизмов и растений. Фитопатогенные микроорганизмы.
    

Занятие 4

Тема 4. Микроорганизмы и атмосфера


Вопросы для обсуждения:

1. Роль микроорганизмов в формировании газового состава атмосферы. Бактерии как важнейший фактор поддержания микрокомпонентного состава атмосферы.
   
2. Дыхание почвы и продукция СО₂. Газогенерирующие анаэробные сообщества. Окислительный бактериальный фильтр.
   
3. Атмосфера как среда обитания микроорганизмов. Способы попадания микроорганизмов в воздух. Микрофлора воздуха. Микрофлора воздуха закрытых помещений.
   
4. Микробный аэрозоль.
   

Занятие 5

Тема 5. Микробные сообщества водных экосистем


Вопросы для обсуждения:

1. Характеристика водоемов как среды обитания микроорганизмов. Классификация водоемов. Физико-химические свойства водной массы. Стратификация водоемов.
   
2. Микроорганизмы аэробной зоны. Микроорганизмы микроаэрофильной зоны. Микроорганизмы анаэробной зоны. Микроорганизмы донных отложений. Иловая микрофлора. Микробиологические процессы, осуществляемые микроорганизмами в эпилимнионе, гиполимнионе, иловых отложениях. Поверхностная пленка воды как первая экологическая ниша в эпилимнионе. Микрофлора льда.
   
3. Эвтрификация водоемов. Самоочищение водоемов. Зоны сапробности и индикаторные микроорганизмы. Роль микроорганизмов с самоочищении водоема.
   
4. Пелагиаль и олиготрофный океан. Замкнутость циклов в пелагиали. Фотическая зона. Зона регенерации. Экспортная продукция. Пеллеты. Численность микроорганизмов в пелагиали. Выедание зоопланктоном. Развитие микроорганизмов в зонах апвеллинга и высокой продуктивности.
   
5. Микробные сообщества гидротермальных вентов.
   
6. Микрофлора донных отложений глубоководных частей океана. Формирование конкреций. Седиментация и роль сульфидогенного сообщества в деструкции осевшего органического вещества.
   

Занятие 6

Тема 6. Экология почвенных микроорганизмов


Вопросы для обсуждения:

1. Специфика почвы как среды обитания микроорганизмов. Почва как трехфазная система. Твердая фаза почвы. Адгезия и развитие микроорганизмов на поверхности почвенных частиц. Жидкая фаза почвы. Газовая фаза почвы.
   
2. Дыхание почвы и ее зависимость от гидротермических условий. Эмиссия газов почвой как показатель баланса между продукцией и окислением газов.
   
3. Концепция строения и функционирования комплекса почвенных микроорганизмов. Почва как множество сред обитания микроорганизмов. Принцип микрозональности. Микробный пул. Пул метаболитов. Принцип дублирования физиолого-биохимических процессов в почве.
   
4. Микробная сукцессия в почве.
   
5. Функциональная роль почвенных микроорганизмов. Роль микроорганизмов в процессах почвообразования. Разложение лигноцеллюлозы микробными сообществами как доминирующий и характерный для почв трофический маршрут. Образование гумуса и его распад. Автохтонная и зимогенная микрофлора почвы. Взаимодействие микроорганизмов с растениями. Самоочищение почвы.
   

Занятие 7

Тема 7. Роль микроорганизмов в биогеоценотическом обмене веществ


Вопросы для обсуждения:

1. Сопряжение биогеохимических циклов.
   
2. Основные функциональные группировки организмов цикла органического углерода.
   
3. Основные группы микроорганизмов цикла азота: азотфиксаторы, аммонификаторы, нитрификаторы, нитратредукторы, денитрификаторы.
   
4. Основные группы микроорганизмов цикла серы: сульфат-редукторы, серо-редукторы, серобактерии, тионовые бактерии, аноксигенные серные фотосинтезирующие бактерии.
   
5. Основные группы микроорганизмов цикла железа: аэробные железобактерии, железоредукторы, магнетитобразующие бактерии, магнитотаксические бактерии.
   
6. Участие микроорганизмов в круговороте фосфора.
   

Занятие 8

Тема 8. Прикладная экология микроорганизмов


Вопросы для обсуждения:

1. Биологическая обработка органических отходов.
   
2. Очистка сточных вод. Аэротенки. Метантенки. Сообщества очистных сооружений. Очистка воды для потребления.
   
3. Обработка твердых бытовых отходов. Компостирование. Твердофазная анаэробная ферменация.
   
4. Самоочищение природных сред. Контроль состояния природной среды. Биоремедиация загрязненных почв и грунтов. Деградация ксенобиотиков. Борьба с загрязнениями нефтью. Биокоррозия.
   
5. Бактериальная гидрометаллургия. Использование микроорганизмов при добыче полезных ископаемых. Добыча нефти и нефтяная микробиология.
   

3.3. Тематика заданий для самостоятельной работы

1. Молекулярно-биологические методы изучения структуры микробных сообществ.
   
2. Изучение активности микроорганизмов в природе.
   
3. Механизмы взаимодействия прокариот с молекулярным кислородом. Токсические эффекты молекулярного кислорода и его производных. Защитные механизмы клеток прокариот.
   
4. Соединения и ионы, токсичные для микроорганизмов.
   
5. Концентрация питательных веществ и микроорганизмы.
   
6. Циано-бактериальное сообщество как прототип взаимодействия в сообществе.
   
7. Микробно-растительные взаимодействия.
   
8. Фитопатогенные микроорганизмы.
   
9. Нормальная микрофлора человека, ее функции и значение.
   
10. Парниковый эффект и микроорганизмы.
    
11. Эвтрификация водоемов.
    
12. Самоочищение водоемов. Зоны сапробности и индикаторные микроорганизмы.
    
13. Самоочищение почвы.
    
14. Участие микроорганизмов в круговороте железа.
    
15. Участие микроорганизмов в круговороте фосфора.
    
16. Биологическая обработка органических отходов.
    
17. Очистка сточных вод.
    
18. Добыча нефти и нефтяная микробиология.
    

4. Примерный список вопросов к экзамену

1. Предмет, задачи, направления экологии микроорганизмов. Методы экологии микроорганизмов.
   
2. История развития экологии микроорганизмов как науки. Работы С.Н. Виноградского, М. Бейеринка, Б.В. Перфильева, Н.Г. Холодного и др.
   
3. Механизмы взаимодействия прокариот с молекулярным кислородом. Токсические эффекты молекулярного кислорода и его производных. Защитные механизмы клеток прокариот.
   
4. Влияние высоких и низких температур на жизнедеятельность микроорганизмов. Механизмы психро- и термофилии.
   
5. Влияние рН среды на жизнедеятельность микроорганизмов. Механизмы рН-гомеостаза.
   
6. Водная активность среды. Галофилы. Осмофилы. Механизмы приспособления к осмотическому состоянию среды. Ксерофилия.
   
7. Фотосинтетически активная радиация для разных групп фототрофов. УФ-излучение, ионизирующее излучение. Механизмы радиоустойчивости.
   
8. Влияние земного тяготения, магнитных полей и гидростатического давления на жизнедеятельность микроорганизмов.
   
9. Соединения и ионы, токсичные для микроорганизмов.
   
10. Концентрация питательных веществ и микроорганизмы. Копиотрофы и олиготрофы.
    
11. Адаптивные реакции у прокариот.
    
12. Приспособление к физическим условиям среды. Таксисы. Адгезия. Эпифиты, литофильные организмы. Кренофилы.
    
13. Микробное сообщество как целостность. Термодинамические требования к сообществу и отдельным организмам в нем.
    
14. Трофические взаимоотношения в микробном сообществе. Кооперация и конкуренция.
    
15. Экофизиологические группы в сообществе. Первичные продуценты. Деструкторы. Гидролитики и диссиптрофы. Первичные и вторичные анаэробы.
    
16. Гидрогенотрофные и ацетотрофные микроорганизмы. Анаэробное окисление летучих жирных кислот: прямое окисление и разложение синтрофными микроорганизмами.
    
17. Бинарные взаимодействия. Конкуренция за субстрат и правило конкурентного вытеснения. Жизненные стратегии. К-стратеги, r-стратеги, L-стратеги. Конкуренция между группами в сообществе.
    
18. Проткооперация и анаболическая синтрофия.
    
19. Антибиоз и продукция физиологически активных веществ.
    
20. Физическая организация микробных сообществ в пространстве. Пространственная организация взаимодействующих групп микроорганизмов. Эдификаторы. Биопленки. Хлопья.
    
21. Развитие сообщества от колонизации до климакса. Сукцессия.
    
22. Бактериальный окислительный фильтр. Газотрофы.
    
23. Метаногенное сообщество.
    
24. Сульфидогенное сообщество.
    
25. Аноксигенное фототрофное сообщество.
    
26. Аэробное сообщество.
    
27. Взаимоотношения микроорганизмов с беспозвоночными животными. Прокариоты и протисты. Симбиозы прокариот и морских беспозвоночных животных. Симбионты насекомых. Энтомопатогенные микроорганизмы.
    
28. Взаимоотношения микроорганизмов с позвоночными животными. Симбионтное питание. Нормальная микрофлора человека и ее функции.
    
29. Взаимоотношения микроорганизмов с растениями.
    
30. Паразитизм как стратегия жизни микроорганизмов. Патогенные микроорганизмы. Патогенность и вирулентность. LD₅₀, DLM. Факторы патогенности.
    
31. Роль микроорганизмов в формировании атмосферы. Дыхание почвы и продукция СО₂. Газогенерирующие анаэробные сообщества. Окислительный бактериальный фильтр.
    
32. Атмосфера как среда обитания микроорганизмов. Способы попадания микроорганизмов в воздух. Микрофлора воздуха. Микрофлора воздуха закрытых помещений. Микробный аэрозоль.
    
33. Характеристика водоемов как среды обитания микроорганизмов. Стратификация водоемов. Микробные сообщества эпилимниона, гиполимниона, иловых отложений.
    
34. Эвтрификация водоемов. Самоочищение водоемов. Зоны сапробности и индикаторные микроорганизмы.
    
35. Пелагиаль и олиготрофный океан. Фотическая зона. Зона регенерации. Экспортная продукция. Пеллеты. Развитие микроорганизмов в зонах апвеллинга и высокой продуктивности.
    
36. Микробные сообщества гидротермальных вентов. Микрофлора донных отложений глубоководных частей океана.
    
37. Почва как среда обитания микроорганизмов. Твердая фаза почвы. Адгезия почвенных микроорганизмов. Жидкая фаза почвы. Газовая фаза почвы. Принцип микрозональности.
    
38. Микробный пул. Автохтонная и зимогенная микрофлора почвы. Пул метаболитов в почве. Роль микроорганизмов в процессах почвообразования. Микробная сукцессия в почве.
    
39. Роль микроорганизмов в биогеоценотическом обмене веществ: участие в круговороте углерода, азота, серы, фосфора, железа.
    
40. Очистка сточных вод. Аэротенки. Метантенки. Сообщества очистных сооружений. Очистка воды для потребления.
    
41. Обработка твердых бытовых отходов. Компостирование. Твердофазная анаэробная ферменация.
    
42. Самоочищение природных сред. Контроль состояния природной среды. Биоремедиация загрязненных почв и грунтов. Деградация ксенобиотиков. Борьба с загрязнениями нефтью. Биокоррозия. Рекультивация.
    
43. Бактериальная гидрометаллургия. Добыча нефти и нефтяная микробиология.
    

4. ФОРМЫ ПРОМЕЖУТОЧНОГО И ИТОГОВОГО КОНТРОЛЯ:


В соответствии с учебным планом дисциплина «Экология микроорганизмов» на биолого-почвенном факультете преподается для студентов специальности «Микробиология» (специализация «Техническая микробиология») на 4-м курсе (8 семестр). Формы промежуточного контроля: рефераты, тестирование, оценки по разделам программы. Форма итогового контроля – экзамен. Система оценок: пятибалльная.


5. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ КУРСА


Интернет-источники

.ru

http: //micro.moy.su

http: // ссылка скрыта

http: // ссылка скрыта

http: // ссылка скрыта

ru

Оборудование

1. Мультимедийный проектор
   
2. Ноутбук
   
3. Кодоскоп
   
4. Компьютер - Pentium 120 и Pentium III
   
5. Принтер HP LaserJet 1100
   

Материалы: материалы лекций, иллюстрации по темам дисциплины, экспозиции музея микробиологии

ЛИТЕРАТУРА

Основная

1. Экология микроорганизмов: Учеб. для студ. вузов. / А.И. Нетрусов, Е.А. Бонч-Осмоловская, В.М. Горленко и др.; под ред. А.И. Нетрусова. М.: Издательский центр «Академия», 2004. – 272 с.
   
2. Заварзин Г.А. Введение в природоведческую микробиологию: Учеб. пособие / Г.А. Заварзин, Н.Н. Колотилова. – М.: Книжный дом «Университет», 2001. – 256 с.
   
3. Емцев В.Т. Микробиология: Учеб. для вузов / В.Т. Емцев, Е.Н. Мишустин. – 5-е изд., перераб. и доп. – М.: Дрофа, 2005. – 445 с.
   

Дополнительная

1. Нетрусов А.И. Микробиология / А.И. Нетрусов, И.Б. Котова. – М.: Изд. центр «Академия», 2005. – 400 с.
   
2. Экология микроорганизмов экстремальных водных систем/ Б.Б. Намсараев. – Улан-Удэ: Изд-во Бурят. Гос. ун-та, 2008. – 93 с.
   
3. Громов Б.В. Экология бактерий / Б.В. Громов, Г.В. Павленко – Л.: ЛГУ, 1989. – 248 с.
   
4. Гусев М.В. Микробиология: Учеб. для студ. биол. специальностей вузов / М.В. Гусев, Л.А. Минеева. – 4-е изд. – М.: Академия, 2003. – 463 с.
   
5. Практикум по микробиологии: Учеб. пособие для студ. вузов / А.И. Нетрусов, М.А. Егорова, Л.М. Захарчук и др.; Под ред. А.И. Нетрусова. – М.: Академия, 2005. – 604 с.
   
6. Воробьев А.А. Медицинская и санитарная микробиология / А.А. Воробьев и др. – М.: Академия, 2003. – 463 с.
   
7. Красильников А.П. Микробиологический словарь-справочник / А.П. Красильников, Т.Р. Романовская. – 2-е изд., доп. и перераб. – Минск: Асар, 1999. – 400 с.
   
8. Шлегель Г. Общая микробиология / Г. Шлегель; Пер. с нем. Л.В. Алексеевой, Г.А. Куреллы, Н.Ю. Несытовой; Под ред. Е.Н. Кондратьевой. – М.: Мир, 1987. – 567 с.
   

Программу составила Вятчина О. Ф., к.б.н., доцент кафедры микробиологии биолого-почвенного факультета ИГУ __________

Программа рассмотрена и утверждена на заседании кафедры микробиологии _______________________

Зав. кафедрой микробиологии профессор Б. Н. Огарков __________

Согласовано: председатель УМК биолого-почвенного факультета профессор А. Н. Матвеев __________