ВОПРОСЫ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ЭКЗАМЕНУ
Предмет и задачи микробиологии, ее место и роль в современной биологии.
Значение микроорганизмов в природных процессах, в народном хозяйстве и здравоохранении.
Возникновение и развитие микробиологии.
Открытие микроорганизмов А. ван Левенгуком. Роль Л. Пастера в формировании микробиологии.
Значение работ Р. Коха, С. Н. Виноградского, Д. И. Ивановского, М. Бейеринка, А. Клюйвера, А. Флеминга.
Развитие отечественной микробиологии. Главные направления развития современной микробиологии.
Основные методы микробиологических исследований.
Систематика микроорганизмов
Мир микроорганизмов, общие признаки и разнообразие.
Прокариотные и эукариотные микроорганизмы, сходство и основные различия.
Вирусы, отличия от клеточных форм жизни.
Принципы классификации прокариотных микроорганизмов.
Правила номенклатуры и идентификации.
Особенности систематики бактерий по Берджи.
Методика идентификации бактерий, молекулярные основы систематики.
Проблемы систематики прокариот. Понятие: вид, штамм, клон, чистая культура.
Деление царства Procariotae на отделы (по системе Берги), характеристика отделов.
Систематический обзор кокков: Грамположительные аэробные - Micrococcus, Staphilococcus, Streptococcus, Leuconostoc, Sarcina, анаэробные – Peptococcus. Грамотрицательные кокки и коккобациллы – Neisseria, Velionella.
Систематический обзор цилиндрических бактерий: Грамположительные, не образующие спор, - Lactobacillus, Грамположительные палочки, образующие споры, - Bacillus, Clostridium, Грамотрицательные хемолитотрофные – Nitrobacter, Nitrosomonas, Thiobacillus.
Характеристика Спирохет. Основные представители, особенности строения клеток и обитания.
Характеристика семейства Enterobacteriaceae. Основные представители, местообитание.
Характеристика риккетсии и хламидии. Облигатно-паразитические бактерии.
Характеристика группы Микоплазмы (или моликуты): бактерии без клеточной стенки (Mycoplasma). Особенности представителей этой группы.
Особенности морфологии коринеформных бактерий родов: Corynebacterium, Artrobacter, Propionibacterium, представителей микобактерий: р. Mycobacterium, р. Nocardia.
Метанообразующие и другие архебактерии: Methanobacterium, Methanococcus, Methanosarcina, Halobacterium, Halococcus, Thermoproteus.
Изогнутые палочки или гибкие клетки: Грамотрицательные спиралевидные и изогнутые бактерии – Spirillum, Aquaspirillum, Bdellovibrio, Грамотрицательные изогнутые палочки - Desulfovibrio, Selenomonas.
Скользящие бактерии: Myxococcus, Csytobacter, Cytophaga, Sporocytophaga, Flexibacter, Beggiatoa, Thiotrix. Почкующиеся и стебельковые бактерии.
Морфология, способы размножения, физиологические и биохимические свойства представителей актиномицетов.
Краткая характеристика мицелиальных грибов, дрожжей.
Характеристика оксигенных фототрофных бактерий.
Филогения микроорганизмов, основанная на изучении последовательностей 16S рРНК.
Морфология, строение и развитие
Микроскопические методы изучения микроорганизмов. Разновидности световой микроскопии. Исследования живых и фиксированных объектов.
Использование электронной микроскопии.
Прокариотные микроорганизмы. Одноклеточные бактерии, Размеры и морфология. Многоклеточные формы бактерий.
Строение, химический состав и функции отдельных компонентов клеток.
Слизистые слои, капсулы и чехлы.
Клеточные стенки Грамположительных и Грамотрицательных бактерий, L-формы и микоплазмы.
Жгутики: расположение, организация, механизм движения. Движения скользящих форм. Реакции таксиса. Пили, их значение.
Клеточная мембрана и внутриклеточные мембранные структуры.
Ядерный аппарат, состав, организация и репликация. Рибосомы.
Газовые вакуоли и другие органеллы бактерий, их значение.
Запасные вещества и другие внутриклеточные включения.
Способы размножения. Дифференцировка. Значение дифференцировки клеток для бактерий.
Эндоспоры и другие покоящиеся формы.
Клеточные ассоциации прокариот.
Антигенное строение бактериальных клеток. Роль антигенов в иммунитете высших организмов.
Особенности состава и организации архебактерий.
Морфология дрожжей, мицелиальных грибов, микроформ водорослей.
Культивирование и рост
Культивирование. Накопительные культуры и принцип элективности.
Чистые культуры микроорганизмов. Методы получения и значение.
Основные типы сред, используемые для культивирования микроорганизмов (по составу и физическому состоянию). Культивирование аэробных и анаэробных микроорганизмов.
Физиология роста бактерий на плотных и жидких питательных средах (культуральные признаки).
Методы количественного учета микроорганизмов. Коли-титр, коли-индекс.
Закономерности роста бактерий в периодической (статической) и непрерывной культуре. Использование процессов в производстве.
Методы стерилизации. Физические и химические методы консервирования.
Действие физических и химических факторов
Рост микроорганизмов в зависимости от температуры. Психрофилы, мезофилы и термофилы.
Использование высоких температур для стерилизации. Действие низких температур на выживание микроорганизмов. Влияние гидростатического давления.
Рост микроорганизмов в зависимости от активности воды (АW).
Устойчивость микроорганизмов к высушиванию. Лиофилизация.
Осмотическое давление. Особенности осмофилов. Галофилы.
Отношение микроорганизмов к молекулярному кислороду: аэробы и анаэробы (облигатные и факультативные), аэротолеранты анаэробы и микроаэрофилы. Возможные причины ингибирующего действия молекулярного кислорода на микроорганизмы.
Значение рН среды для роста микроорганизмов. Ацидофилы, нейтрофилы и алкалофилы.
Понятие «питательные и антимикробные вещества». Природа антимикробных веществ и области их применения. Антибиотики.
Мутагены, механизмы устойчивости.
Питание
Основные биоэлементы и микроэлементы. Типы питания микроорганизмов. Фототрофия и хемотрофия, автотрофия и гетеротрофия, литотрофия и органотрофия.
Прототрофы и ауксотрофы. Ростовые вещества.
Поглощение разных веществ клетками. Диффузия и транспорт.
Использование микроорганизмами высокомолекулярных соединений и веществ, нерастворимых в воде. Многообразие функций клеточной мембраны у прокариот.
Соединения углерода, используемые микроорганизмами.
Соединения азота, используемые микроорганизмами. Азотфиксация.
Способность микроорганизмов использовать разные соединения серы и фосфора. Потребность в железе, магнии и других элементах.
Метаболизм. Энергетические процессы.
Способы обеспечения энергией. Фотосинтез и хемосинтез.
Экзогенные и эндогенные окисляемые субстраты. Переносчики электронов и электронтранспортные системы, их особенности у разных микроорганизмов.
Роль АТФ и способы ее образования.
Брожения. Определение понятия «брожение». Пути сбраживания углеводов и других органических соединений.
Молочнокислое гомо- и гетероферментативное брожение, биохимическая сущность. Биологические особенности возбудителей этого брожения. Методы выделения молочно-кислых бактерий в культуру.
Биохимическая сущность пропионовокислого брожения. Культуральные, морфологические и физиологические характеристики микроорганизмов, вызывающих пропионовокислое брожение. Микробиология сыроварения.
Маслянокислое и ацетонобутиловое брожения. Культуральные, морфологические и физиологические характеристики микроорганизмов, вызывающих эти виды брожений.
Биохимическая природа спиртового брожения. Типы брожения по Нойбергу. Микробиологическая природа спиртового брожения. Характеристика микроорганизмов.
Биохимическая сущность муравьинокислого брожения. Культуральные, морфологические и физиологические характеристики микроорганизмов, вызывающих муравьинокислое брожение.
Аэробное дыхание. Формы участия молекулярного кислорода в окислении разных субстратов. Полное и неполное окисление.
Роль цикла трикарбоновых кислот и пентозофосфатного окислительного цикла в метаболизме органических соединений.
Краткая характеристика важнейших микроорганизмов, участвующих в аэробном окислении белков (аммонификация), углеводов, углеводородов и других многоуглеродных веществ.
Микроорганизмы, окисляющие метан, метанол и другие одноуглеродные соединения (метилотрофы).
Окисление неорганических соединений. Группы хемолитотрофных бактерий и осуществляемые ими процессы.
Анаэробное дыхание. Определение понятия «анаэробное дыхание». Доноры и акцепторы электронов, используемые разными микроорганизмами при анаэробном дыхании.
Микроорганизмы, восстанавливающие нитраты и другие соединения азота. Диссимиляционная нитратредукция и денитрификация.
Сульфатвосстанавливающие и серувосстанавливающие бактерии. Диссимиляционная сульфатредукция.
Метанобразующие бактерии, их особенности. Образование метана из углекислоты и других соединений.
Ацетогенные бактерии, использующие углекислоту как акцептор электронов.
Использование световой энергии (фотосинтез). Фототрофные прокариотные микроорганизмы (зеленые, пурпурные бактерии и цианобактерии).
Состав, организация и функции фотосинтезирующего аппарата зеленых бактерий.
Состав, организация и функции фотосинтезирующего аппарата пурпурных бактерий.
Состав, организация и функции фотосинтезирующего аппарата цианобактерий.
Биосинтетические процессы.
Ассимиляция углекислоты автотрофами и гетеротрофами.
Рибулозобисфосфатный цикл и другие пути усвоения углекислоты автотрофами.
Использование С1 и других органических веществ.
Значение цикла трикарбоновых кислот и глиоксилатного шунта в биосинтетических процессах.
Усвоение соединений азота. Ассимиляционная нитратредукция.
Фиксация молекулярного азота. Свободноживущие и симбиотические азотфиксаторы.
Пути ассимиляции аммония.
Синтез основных биополимеров: нуклеиновых кислот, белков, липидов, углеводов. Вторичные метаболиты.
Регуляция метаболизма.
102. Биохимические основы и уровни регуляции метаболизма.
103. Регуляция экспрессии генов: опероны и регулоны.
104. Регуляция синтеза ферментов. Конститутивные и индуцибельные ферменты.
105. Индукция и репрессия. Катаболитная репрессия.
106. Посттрансляционный контроль и модификация белков.
107. Регуляция активности ферментов. Аллостерические ферменты и эффекторы.
108. Ковалентная модификация ферментов.
Наследственность и изменчивость.
109. Наследственная и ненаследственная изменчивость. Мутационная природа изменчивости.
110. Частота мутантов и типы мутаций. Спонтанный и индуцированный (радиационный и химический) мутагенезы.
111. Популяционная изменчивость.
112. Рекомбинация у прокариот: трансформация, трансдукция, конъюгация.
113. Плазмиды. Понятие о транспозонах.
114. Использование вирусов и плазмид в генетической инженерии.
Микроорганизмы в природе (природоведческая микробиология)
115. Участие микроорганизмов в биогеохимических циклах.
116. Взаимосвязь циклов. Ведущая роль цикла углерода. Продукция и деструкция в цикле органического углерода. Связь с циклами неорганического углерода и кислорода.
117. Цикл азота и серобактерии. Цикл железа.
118. Микробиота воздуха. Способы изучения. Факторы, влияющие на ее изменение.
119. Микробиота воды. Автохтонные и аллохтонные микроорганизмы. Состав микробных ценозов по глубине водных бассейнов.
120. Почвенная микробиология. Связь микроорганизмов с растениями. Ризосфера. Роль мицелиальных организмов в почве. Влияние бактерии на плодородие почв.
121. Нормальная микробиота человека и животных. Влияние факторов внешней среды на развитие микробиоты человека и животных.
122. Биологическая сущность взаимодействия микроорганизмов в природе. Симбиоз и паразитизм бактерий.
Микроорганизмы в народном хозяйстве и медицине
123. Использование микроорганизмов для получения пищевых и кормовых продуктов, химических реактивов и лекарственных препаратов.
124. Применение в сельском хозяйстве, при выщелачивании металлов из руд, очистке стоков и получении топлива.
ЛИСТ СОГЛАСОВАНИЯ
И УТВЕРЖДЕНИЯ РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЫ
МИКРОБИОЛОГИЯ С ОСНОВАМИ ВИРУСОЛОГИИ
Рабочая программа составлена на основании ГОС ВПО и
учебного плана бакалавриата по направлению 020200.62 Биология
Составитель рабочей программы
Доцент кафедры биологии, к.б.н. _____________ Шергина Нина Николаевна
подпись
Сведения о рецензентах:
С.н.с. отдела биотехнологии растений
института биологии
КНЦ УрО РАН, к.б.н. _____________ Маркарова Мария Юрьевна
подпись
Доцент кафедры экологии, к.б.н. _____________ Орловская Надежда Васильевна
подпись
Рабочая программа рассмотрена и одобрена
На заседании кафедры биологии
Протокол заседания №_____ от «_____»___________2010 г.
Заведующий кафедрой
Д.б.н., профессор __________(Доровских Г. Н.)
подпись |
