ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

Учебно-тематический план дисциплины

№ п/п	Наименование темы	Семестр	Всего часов	Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов, ч	Формы текущего контроля успеваемости. Форма промежуточной аттестации (по семестрам)
Аудиторная нагрузка, ч	СРС
Лекции	Семинары/ практические занятия	Лабораторные занятия	КСР
	Общая биология								зачёт
1.1	Предмет общей биологии
1.2	Строение эукариотической клетки
	Микробиология								Зачёт экзамен
2.1	Строение прокариотической клетки								Контрольная работа
2.2	Размножение и индивидуальное развитие организмов								Контрольная работа
2.3	Наследственность и изменчивость								Контрольная работа
2.4	Метаболизм микроорганизмов								Контрольная работа
2.5	Микроорганизмы и окружающая среда
2.6	Эволюционное учение. Основы систематики
	Итого

3.1. Предмет общей биологии и микробиологии (2 ч)

Предмет и основные этапы развития биологии и микробиологии. Общие свойст­ва микроорганизмов. Царства организ­мов, имеющих клеточное строение. Прокариоты и эукариоты. Положение, занимаемое микроорганизмами в природе. Уровни организации и свойства живых систем. Таксономи­ческие уровни, используемые в биологии и микробиологии.

3.2 Строение эукариотической клетки (16 ч)

Химический состав клетки. Макро- и микроэлементы. Роль воды в жизнедеятельности организмов. Форма и размеры клеток эукариот.

Цитоплазма. Цитоплазматический матрикс. Цитоскелет: микрофиламенты, микротрубочки, промежуточные филаменты.

Общие свойства биологических мембран. Строение и функции цитоплазматической мембраны. Механизмы транспорта веществ через ЦПМ. Микроворсинки. Эндоплазматическая сеть. Функции гранулярного и гладкого эндоплазматического ретикулума. Строение и функции аппарата Гольджи. Типы лизосом. Пероксисомы эукариот. Строение и функции митохондрий. Запасные вещества: полисахариды, жиры, полифосфаты.

Строение ядра: ядерная мембрана, ядерные поры, комплекс поры. Хроматин и хромосомы. Эухроматин и гетерохроматин. Химическое строение ДНК. Белки ядра. Этапы компактизации ДНК: нуклеосомный, нуклеомерный, хромомерный, хромонемный, хромосомный. Морфология хромосом. Кариотип вида. Ядерный скелет. Кариоплазма. Структура и функция ядрышка.

Строение клеточного центра. Центросфера и центриоли. Строение центриолей и их функция.

Органы движения эукариот,их строение.

Структуры, характерные для клеток растений. Вакуоли растительной клетки. Запасные вещества, накапливающиеся в вакуолях. Сферосомы. Строение и функция хлоропластов. Лейкопласты, амилопласты, хромопласты. Клеточная стенка. Основные полимеры клеточной стенки. Функции клеточной стенки.

Строение рибосом эукариот. Типы рРНК. Виды клеточной РНК. Процесс транскрипции у эукариот. Формирование зрелых мРНК, тРНК, рРНК из первичных транскриптов. Понятие о сплайсинге и процессинге. Функция рибосом. Основные этапы процесса трансляции.

3.3 Строение прокариотической клетки (8 ч)

Морфология бактерий. Особенности строения цитоплазматической мембраны прокариот. Состав, строение и функции мембраны. Мезосомы и тилакоиды.

Клеточная стенка. Химический состав клеточной стенки прокариот. Основные типы пептидогликана. Особенности строения клеточной стенки грамположительных (фирмикутных) бактерий. Тейхоевые, тейхуроновые и липотейхоевые кислоты. Понятие ав­толиза. Автолитические ферменты.

Строение клеточной стенки грамотрицательных (грациликутных) бактерий. Наружная мембрана клеточной стенки: липополисахариды, липопротеины, белки - порины.

Необычные клеточные стенки прокариот: скользящие бактерии, коринеформные бактерии и архебактерии.

Прокариоты без клеточной стенки: протопласты, сферопласты, L-формы, микоплазмы.

Капсула: микро- и макрокапсула. Химический состав и функции капсулы. Капсулы, слизи и чехлы бактерий.

Типы, строение и назначение пилей (фимбрий).

Цитоплазма прокариот: растворимая и нерастворимая фрак­ция. Осмотическое давление цитоплазмы. Рибосомы. Организация генетического материала у прокариот. Нуклеоид. Особенности процессов транскрипции и трансляции у прокариот. Полирибосомы. Плазмиды: виды и функции. Включения в прокариотической клетке: газовые вакуоли, карбоксисомы, магнитосомы, хлоросомы, фикобилисомы, рапидосомы.

Запасные вещества бактерий: полисахариды, поли-b-окси-масляная кислота, полифосфаты. Включения серы, цианофициновые гранулы.

Органы движения бактерий. Типы жгутикования. Строение жгутиков. Направленные движения бактерий. Жгутики спирохет. Бактерии, передвигающиеся скольжением.

Покоящиеся формы бактерий. Бактерии, образующие эндоспоры. Свойства эндоспор. Индукция и этапы спорообразования. Строение зрелой споры. Прорастание спор. Способы активизации прорастания.

Бактерии, образующие цисты. Строение и свойства цист азотобактера и миксобактерий. Акинеты цианобактерий.

 

3.4 Размножение и индивидуальное развитие организмов (4ч)

Понятия рост, развитие, размножение, клеточный и жизненный цикл (онтогенез), время генерации.

Размножение прокариот. Типы деления бактерий: изоморфное, гетероморфное деление, образование перетяжки, поч­кование. Репликация бактериальной хромосомы. Сегрегация новых хромосом.

Типы вегетативного клеточного цикла бактерий: мономорфный, ди­морфный, полиморфный. Экзоспоры бактерий. Бактерии, размножающиеся гормогониями, гонидиями и баеоцитами.

Размножение эукариот. Типы бесполого размножения. Механизм бесполого размножения. Клеточный цикл эукариотической клетки. Интерфаза и митоз. Фазы митоза. Цитокинез в клетках животных и растений.

Половое размножение. Гаметы как особые клетки эукариот. Стадии полового процесса. Мейоз. Премейотическая интерфаза. Первое мейотическое деление (лептотена, зиготена, пахитена, диплотена, диакинез). Второе мейотическое деление. Гаметогенез у животных.

Понятие популяции. Методы определения количества клеток и биомассы микроорганизмов.

 

3.5 Наследственность и изменчивость (4ч)

 

Понятия генотипа и фенотипа. Типы изменчивости. Примеры адаптивной модификации.

Наследственная (комбинативная) изменчивость. Аллели. Гомо- и гетерозиготные организмы. Типы наследования признаков при моногенном наследовании. Аутосомное наследование (доминантное, рецессивное, неполное доминирование). Первый закон Менделя (закон чистоты гамет). Второй закон Менделя – закон независимого распределения. Наследование, сцепленное с полом. Понятие о полигенной наследственности. Наследование внеядерных генов.

Генетическая рекомбинация у прокариот. Трансформация, конъюгация и трансдукция.

Мутации. Типы мутаций по молекулярной природе (точковые, хромосомные, геномные). Физические, химические и биологические мутагены. Мобильные генетические элементы - транспозоны и IS-элементы. Механизмы репарации мутационных повреждений. Обратные и «молчащие» мутации. Фенотипическое проявление мутаций.

 

3.6 Метаболизм /10 ч/

 

3.6.1 Питание организмов /2 ч/

Конструктивный и энергетический метаболизм. Амфиболизм.

Конструктивный метаболизм. Химический состав клеток орга­низмов. Источники углерода: автотрофы, гетеротрофы, миксотрофы. Сапрофиты, паразиты, патогенные микроорганизмы. Факторы роста микроорганизмов. Ауксотрофы и прототрофы. Типы питательных сред, используемых для выращивания микроорганизмов.

Энергетический метаболизм. Основные пути образования АТФ в клетке. Дыхательные цепи про- и эукариот. Деление организмов по источнику энергии и донору электронов. Получение энергии в аэробных и анаэробных условиях.

Минеральные компоненты питания. Отношение организмов к моле­кулярному кислороду.

Источники азота, серы, фосфора, ионов металлов. Фиксация молекулярного азота микроорганизмами.

3.6.2 Типы жизни, основанные на окислительном

фосфорилировании (3 ч)

Аэробные хемоорганогетеротрофные организмы.

Полное и неполное окисление органических веществ. Субстраты для роста гетеротрофных организмов. Роль ЦТК в метаболизме хемоорганогетеротрофов. Причины накопления продуктов неполного окисления субстратов. Образование уксусной кислоты. Уксуснокислые бактерии. 0бразование аминокислот бактериями и органических кислот грибами.

Метилотрофы. Основные представители облигатных и факультативных метилотрофов. Окисление одноуглеродных субстратов метилотрофами. Особенности строения облигатных метилотрофов.

Аэробные хемолитотрофные микроорганизмы.

Использование углекислоты в качестве источника углерода. Цикл Кальвина. Образование восста­новленных форм коферментов у хемолитотрофных микроорганизмов. Неорганические вещества - доноры электронов для литотрофов. Группы нитрифицирующих бактерий. Окисление восстановленных соединений серы: тионовые и бес­цветные серобактерии. Истинные железобактерии. Железо- и марганецокисляющие бактерии (нитчатые и одноклеточные). Водородные бактерии и карбоксидобактерии.

Анаэробные хемоорганогетеротрофные бактерии.

Перенос электронов в анаэробных условиях (анаэробное дыхание). Основные акцепторы электронов. Нит­ратное дыхание. Денитрифицирующие микроорганизмы. Сульфатредуцирующие бактерии. Серное дыхание. Железное и фумаратное дыхание.

 

3.6.3 Типы жизни, основанные на субстратном фосфорилировании (3 ч)

Брожение. Пути регенерации НАДН и получение энергии при брожении. Сбраживаемые и несбраживаемые субстраты. Типы брожения.

Спиртовое брожение. Образование этанола эу- и прокариотами.

Молочнокислое брожение. Гомоферментативные молочнокислые бактерии. Бактерии, осуществляющие гетероферментативное молочнокислое брожение. Бифидоброжение. Применение чистых культур молочнокислых бактерий.

Пропионовокислое брожение и микроорганизмы, его осуществляющие.

Брожения, осуществляемые энтеробактериями. Муравьинокислое брожение. Бутандиоловое брожение.

Брожения, осуществляемые клостридиями. Сахаролитические, протеолитические и пуринолитические клостридии. Маслянокислое, ацетоно-бутиловое и. гомоацетатное брожение.

Метановое брожение (карбонатное дыхание). Особенности строения метанобразующих бактерий. Архебактерии. Особенности получения энергии и образования биомассы метаногенами. Экология и использование метаногенов.

3.6.4 Типы жизни, основанные на фотофосфорилировании /2 ч/

Строение фотосинтезирующего аппарата. Основные светособирающие пигменты иих локализация у различных фотосинтезирующих организмов. Реакционный центр фотосинтеза. Циклическое и не циклическое фотофосфорилирование. Экзогенные доноры электронов для фотосинтеза: аноксигенный и оксигенный фотосинтез. Бактерии, осуществляющие аноксигенный фотосинтез (пурпурные, зелёные и гелиобактерии). Организмы, осуществляющие оксигенный фотосинтез. Особенности метаболизма цианобактерий.

3.7 Микроорганизмы и окружающая среда (3 ч)

Понятие о бактериостатическом, бактерицидном и мутагенном действии факторов внешней среды на микроорганизмы.

Температурные пределы жизнедеятельности микроорганизмов. Психрофилы, мезофилы, термофилы. Механизм температурной адаптации микроорганизмов. Использование экстремально низких и высоких температур в микробиологии. Способы стерилизации.

Действие гидростатического давления, ультразвука, грави­тации, магнитного и электрического поля, излучений (ионизирующего, ультрафиолетового, видимого, инфракрасного) на микроор­ганизмы.

Влияние концентрации растворенных в среде веществ на клетку. Плазмоптиз и плазмолиз. Осмофилы и галофилы.

Отношение микроорганизмов к уровню кислотности среды. Внутриклеточный рН.

Действие химических веществ на микроорганизмы. Основные группы антимикроб­ных веществ. Механизм действия антимикробных веществ на клетку. Антиметаболиты. Химическая стерилизация.

 

3.8 Эволюционное учение. Основы систематики. (1ч)

Понятие об эволюции. Микроэволюция. Элементарная единица эволюции. Этапы эволюции метаболизма. Естественная (филогенетическая) систематика организмов. Искусственная систематика. Признаки, используемые для систематики прокариот. Идентификация бактерий по «Определителю бактерий Берджи».