Учебно-методический комплекс «Экология микроорганизмов»

Скачать 277.71 Kb.

Название	Учебно-методический комплекс «Экология микроорганизмов»
Дата публикации	25.02.2015
Размер	277.71 Kb.
Тип	Учебно-методический комплекс

100-bal.ru > Биология > Учебно-методический комплекс

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

ФГБОУ ВПО

ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Институт Биологии

Кафедра ботаники, биотехнологии и ландшафтной архитектуры

Колоколова Н.Н.

ЭКОЛОГИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ

Учебно-методический комплекс. Рабочая программа

для студентов специальности 020803.65 Биоэкология очной формы обучения

Тюменский государственный университет

2013

Н.Н. Колоколова. Экология микроорганизмов: Учебно-методический комплекс. Рабочая учебная программа для студентов специальности 020803.65 Биоэкология. Тюмень. 2013. 15 с.

Учебно-методический комплекс «Экология микроорганизмов» составлен в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования для студентов специальности 020803.65 Биоэкология. Рабочая учебная программа включает в себя пояснительную записку, содержание дисциплины, тематический план с указанием аудиторных часов и самостоятельной работы по темам, перечень контрольных вопросов к экзамену, список литературы.

Рабочая учебная программа дисциплины опубликована на сайте ТюмГУ: Экология микроорганизмов [электронный ресурс] / Режим доступа: http://www.umk.utmn.ru, свободный.

Рекомендовано к электронному изданию Учебно-методической комиссией Института Биологии. Одобрено Учебно-методической секцией Ученого Совета ТюмГУ.

ОТВЕТСТВЕННЫЙ РЕДАКТОР: заведующий кафедрой ботаники, биотехнологии и ландшафтной архитектуры Н.А. Боме, доктор сельскохозяйственных наук, профессор.

© Тюменский государственный университет, 2013.

© Колоколова Н.Н., 2013.

1. Пояснительная записка.

Цель преподавания дисциплины – ознакомление студентов с закономерностями взаимоотношений между микроорганизмами и их биотическим или абиотическим окружением.

Основные задачи дисциплины:

- рассмотреть закономерности развития микроорганизмов в их естественных средах обитания, в т.ч. в экстремальных условиях;

- дать представление о содержании и значении важнейших групп микроорганизмов в воде, почве и других местообитаниях;

- рассмотреть вопросы биоремедиации загрязненных территорий;

- познакомить с современными методами изучения микробного биоразнообразия.

Курс «Экология микроорганизмов» предназначена для студентов, обучающихся по специальности 020803.65 Биоэкология очной формы обучения, и относится к дисциплине специализации «Экология растений». Дисциплина «Экология микроорганизмов» связана с другими дисциплинами: «Экология растений», «Экология популяций и сообществ», «Глобальная экология», «Экология фотосинтеза».

Для успешного освоения дисциплины студент должен обладать знаниями по микробиологии, экологии, общей биологии, а также обладать умениями статистической обработки экспериментальных данных, составления презентаций, навыками работы с персональным компьютером и в сети Internet.
В результате освоения дисциплины студенты должны:
- знать: механизмы воздействия факторов среды на микроорганизмы и основные закономерности взаимоотношений организма со средой, особенности, принципы формирования и функционирования микробиоценозов;

- уметь: использовать полученные знания в практической и исследовательской деятельности по изучению влияния среды на микроорганизмы, использовать современные и классические методы экологии микроорганизмов; работать с микроскопической техникой, планировать исследование и интерпретировать результаты;

- владеть: навыками разработки исследовательских проектов, участия в других проектах, самостоятельной исследовательской работы, методами изучения экологии микроорганизмов, углубления профессиональных знаний с помощью новых информационных и образовательных технологий.

2. Тематический план изучения дисциплины.

Таблица 1.

№ п\п	Наименование темы	Лекции (кол-во часов)	Индивидуальная самостоятельная работа студента (кол-во часов)	Формы контроля
1	Биосфера и природные местообитания микроорганизмов	3	0,5
2	Микробное сообщество	2	0,5
3	Формы взаимоотношений микроорганизмов	4	1
4	Экофизиологические группы микроорганизмов	3	2
5	Экология водных микроорганизмов	4	2
6	Экология почвенных микроорганизмов	4	2
7	Микробно-растительные взаимодействия	4	1
8	Микрофлора нефтяных месторождений	3	2
9	Микробные процессы в биотехнологии окружающей среды	3	1
10	Методы исследования экологии микроорганизмов	4	2
Всего		34	14	Экзамен

Таблица 2.

	Наименование темы	Лекции (кол-во часов)	Индивид. и самост. работа студента (кол-во часов)	Итого часов по теме	Итого кол-во баллов
1	2	3	4	5	6
Модуль 1
1	Биосфера и природные местообитания микроорганизмов	3	0,5	3,5	0-10
2	Микробное сообщество	2	0,5	2,5	0-10
	Всего	5	1	6	20
Модуль 2
3	Формы взаимоотношений микроорганизмов	4	1	5	0-5
4	Экофизиологические группы микроорганизмов	3	2	5	0-10
5	Экология водных микроорганизмов	4	2	6	0-10
6	Экология почвенных микроорганизмов	4	2	6	0-15
	Всего	15	7	22	40
Модуль 3
7	Микробно-растительные взаимодействия	4	1	5	0-10
8	Микрофлора нефтяных месторождений	3	2	5	0-10
9	Микробные процессы в биотехнологии окружающей среды	3	1	4	0-10
10	Методы исследования экологии микроорганизмов	4	2	6	0-10
	Всего	14	6	20	40
	Итого (часов, баллов)	34	14	48	0-100

Таблица 3.

п. № темы	Формы текущего контроля							Итого кол-во баллов
п. № темы	фронталь-ный опрос	коллок- виум	тестиро-вание	конс- пект по теме	собесе-дование	реферат	презен- тация	Итого кол-во баллов
Модуль 1
1.	0-1	-	-	0-7	0-2	-		0-10
2.	0-1	0-8	-	-	0-1	-	-	0-10
Всего	0-2	0-8	-	0-7	0-3	-	-	0-20
Модуль 2
3.	0-1	-	-	0-2	0-2	-	-	0-5
4.	0-1	-	-	-	0-2	0-7	-	0-10
5.	0-1	-	-	-	0-2	-	0-7	0-10
6.	0-1	-	0-10	0-2	0-2	-	-	0-15
Всего	0-4	-	0-10	0-4	0-8	0-7	0-7	0-40
Модуль 3
7.	0-1	0-8	-	-	0-1	-	-	0-10
8.	0-1	-	0-7	-	0-2	-	-	0-10
9.	0-1	-	-	-	0-2	0-7	-	0-10
10.	0-1	-	-	-	0-2	-	0-7	0-10
Всего	0-4	0-8	0-7	-	0-7	0-7	0-7	0-40
Итого	0-10	0-16	0-17	0-11	0-18	0-14	0-14	0-100

2. Содержание дисциплины.

Тема 1. Биосфера и природные местообитания микроорганизмов. Микроорганизмы как часть экосистемы. Функции микроорганизмов в природе. Микробные местообитания. Роль микроорганизмов в глобальных циклах элементов (углерода, азота, серы и других). Лимитирование роста и развития микроорганизмов экологическими факторами. Экстремофильные микроорганизмы. Физиологические группы микроорганизмов. Роль микроорганизмов в эволюции биосферы.

Тема 2. Микробное сообщество. Микробное сообщество как целостность. Природные популяции микроорганизмов. Особенности микроценозов. Трофическая структура микробного сообщества. Кооперативные взаимоотношения и конкуренция в сообществе. Жизненные стратегии.

Тема 3. Формы взаимоотношений микроорганизмов. Типы симбиоза: экзо- и эндосимбиоз; метабиоз, мутуализм, комменсализм, паразитизм, антагонизм; факультативные и облигатные симбионты. Функции симбиоза. Эволюция симбиоза. Симбиотические ассоциации микроорганизмов. Взаимоотношения микроорганизмов и макроорганизмов. Патогенные микроорганизмы.

Тема 4. Экофизиологические группы микроорганизмов. Влияние факторов внешней среды на развитие микроорганизмов: температура, кислотность и щелочность, окислительно-восстановительные условия и отношение к кислороду, соленость, излучения, гидростатическое давление, магнитные поля и др. Термофильные микроорганизмы и природа их термоустойчивости. Естественные среды обитания психрофильных и психроактивных микроорганизмов; механизмы адаптации. Распространение галофильных бактерий, способы осморегуляции.

Тема 5. Экология водных микроорганизмов. Особенности водных микроорганизмов. Значение микроорганизмов в первичной продукции водоемов и минерализации органических веществ. Основные физиологические группы микроорганизмов, участвующих в превращениях веществ в водоемах и круговорот биогенных элементов. Микроценозы пресных водоемов. Классификация озер по трофии. Микрофлора болот.

Тема 6. Экология почвенных микроорганизмов. Особенности почвенных микроорганизмов. Роль микроорганизмов в почвообразовательных процессах и в плодородии почв. Микроценозы почвы. Зимогенная и автохтонная микрофлора. Структура микробного ценоза почвы. Распределение микроорганизмов в почве. Деградация органического вещества в почве (разложение целлюлозы, лигнина и др.). Азотфиксация и проблема плодородия почвы. Свободноживущие и симбиотические азотфиксирующие микроорганизмы. Выживаемость патогенных микроорганизмов в почве.

Тема 7. Микробно-растительные взаимодействия. Микробно-растительные взаимодействия в ризосфере и ризоплане. Микориза. Клубеньковые бактерии и бобовые растения. Эпифитная микрофлора, ее состав и значение. Фитопатогенные микроорганизмы.

Тема 8. Микрофлора нефтяных месторождений. Распространение и роль микроорганизмов в нефтяных месторождениях. Распределение бактерий в пластах. Экология и физиология микроорганизмов, встречающихся в глубинных водах и породах. Использование углеводородов микроорганизмами в искусственно заводненных нефтяных пластах и в лабораторных экспериментах.

Тема 9. Микробные процессы в биотехнологии окружающей среды. Биоразрушения. Биологическая обработка органических отходов. Аэробная и анаэробная очистка сточных вод. Биоремедиация загрязненных почв и грунтов.

Тема 10. Методы исследования экологии микроорганизмов. Выделение микроорганизмов из экониш и проблемы, связанные с некультивируемыми формами. Изучение активности микроорганизмов в природе. Люминесцентно-микроскопические методы. Молекулярно-биологические методы исследования микробных сообществ.

3. Основные виды самостоятельной работы студентов

Таблица 4.

Примерная программа самостоятельной работы студентов

№	Модули и темы	Виды СРС		Неделя семестра	Объем часов	Кол-во баллов
№	Модули и темы	обязательные	дополнительные	Неделя семестра	Объем часов	Кол-во баллов
Модуль 1
1.	Биосфера и природные местообитания микроорганизмов	чтение обязательной литературы, составление конспекта по предложенной теме	чтение дополнительной литературы	1	0,5	0-10
2.	Микробное сообщество	чтение обязательной литературы, коллоквиум	чтение дополнительной литературы, сайты Интернет	2-3	0,5	0-10
	Всего по модулю 1:				1	0-20
Модуль 2
3.	Формы взаимоотношений микроорганизмов	чтение обязательной литературы, составление конспекта по предложенной теме	чтение дополнительной литературы, составление реферата	4	1	0-5
4.	Экофизиологические группы микроорганизмов	защита реферата	чтение обязательной и дополнительной литературы, разработка презентации по заданной теме	5-6	2	0-10
5.	Экология водных микроорганизмов	представление презентации	чтение дополнительной литературы, подготовка к тестированию	7	2	0-10
6.	Экология почвенных микроорганизмов	выполнение теста	чтение дополнительной литературы, проработка лекций	8	2	0-15
	Всего по модулю 2:				7	0-40
Модуль 3
7.	Микробно-растительные взаимодействия	коллоквиум	чтение обязательной и дополнительной литературы, подготовка к тестированию	9	1	0-10
8.	Микрофлора нефтяных месторождений	выполнение теста	чтение обязательной и дополнительной литературы, составление реферата	10	2	0-10
9.	Микробные процессы в биотехнологии окружающей среды	защита реферата	чтение обязательной и дополнительной литературы, разработка презентации по заданной теме	11	1	0-10
10.	Методы исследования экологии микроорганизмов	представление презентации	чтение дополнительной литературы, проработка лекций, сайты Интернет	12-13	2	0-10
	Всего по модулю 3:				6	0-40
	ИТОГО:				14	0-100

Самостоятельная работа студентов специальности «Биоэкология» по дисциплине «Экология микроорганизмов » включает следующие виды учебной деятельности: чтение обязательной и дополнительной литературы, включая сайты Интернет; фронтальный опрос, собеседование, коллоквиум; выполнение теста, составление конспекта по заданной теме, разработку презентаций и подготовку рефератов по предложенной теме.
Примерные темы конспектов и коллоквиумов:

Лимитирование роста и развития микроорганизмов экологическими факторами.
Кооперативные взаимоотношения и конкуренция в микробиоценозах.
Эволюция и функции симбиоза.
Отношение микроорганизмов к кислороду. Аноксигенный фотосинтез.
Микробиологические превращения биогенных элементов в биосфере.
Бобово-ризобиальный симбиоз.
Экология архей.

Примерные темы рефератов:

1. Мутуалистические взаимоотношения микроорганизмов.

2. Характеристика и природные местообитания психрофильных и психроактивных микроорганизмов.

3. Экстремофилия микроорганизмов в отношении солености.

4. Ксерофильные микроорганизмы.

5. Микроорганизмы анаэробной зоны водоемов.

6. Функциональная роль почвенных микроорганизмов.

7. Биологические особенности галобактерий.

8. Коэволюция в симбиозах микроорганизмов с макроорганизмами.

9. Значение симбиозов с участием микроорганизмов в питании растительноядных животных.

10. Нормальная микрофлора желудочно-кишечного тракта человека.Корозионно-опасные микроорганизмы.

11. Биоремедиация загрязненных нефтью почв.

12. Флуоресцентно-микроскопические методы выявления и учета микроорганизмов в образцах естественных субстратов.

Тема реферата выбирается в соответствии с интересами студента. Реферат должен основываться на проработке нескольких дополнительных к основной литературе источников (монографий, статей и др.). План реферата должен быть авторским, с выражением собственного мнения, анализа проблемы. Все приводимые в реферате факты и заимствованные соображения должны сопровождаться ссылками на источник информации. Завершают реферат разделы «Заключение» и «Список литературы».
Примеры тестовых заданий:

1. Большинство мицелиальных грибов являются:

1) нейтрофилами;

2) умеренными ацидофилами;

3) алкалофилами.

4) нет правильного ответа.

2. Бактериохлорофиллы имеют максимумы поглощения в области спектра:

1) ближнем ультрафиолете;

2) инфракрасной;

3) дальнем ультрафиолете;

4) среднем ультрафиолете.

3. Озера с обильным поступлением к ним биогенных элементов называются:

1) олиготрофными;

2) эвтрофными;

3) дистрофными;

4) мезотрофными.

4. Гумусовые соединения почвы разлагают микроорганизмы:

1) зимогенные;

2) олиготрофные;

3) автохтонные;

4) хемолитоавтотрофные.

5. Микроорганизмы, существующие в постоянно холодных условиях, это:

1) мезофильные;

2) психроактивные;

3) психрофильные;

4) термофильные.

6. Ризосфера – это пространство вокруг корня растений диаметром до:

1) 8 мм;

2) 1 м;

3 50 см;

4) 8 см.

7. Денитрификация – это процесс, при котором в результате деятельности микроорганизмов происходит:

1) восстановление нитратов;

2) усвоение молекулярного азота;

3) выделение аммиака;

4) окисление аммиака.

8. В эпилимнионе озер обитают:

1) пурпурные бактерии;

2) зеленые бактерии;

3) цианобактерии;

4) нет правильного ответа.

9. Бактерии какого рода, входящие в состав водных и почвенных микробиоценозов, паразитируют на бактериях:

1) Pseudomonas;

2) Bdellovibrio;

3) Clostridium;

4) Mycobacterium.

10. Приспособление организмов к сухости:

1) осмофилия;

2) ксерофилия;

3) галофилия;

4) ацидофилия.

4. Контрольные вопросы к экзамену:

Распространение микроорганизмов и природные места их обитания.
Роль микроорганизмов в круговороте биогенных элементов.
Взаимодействие микробных популяций в сообществах: нейтрализм, метабиоз, мутуализм, комменсализм, амменсализм, паразитизм, хищничество, антагонизм.
Экофизиологические группы микроорганизмов.
Влияние факторов внешней среды на развитие микроорганизмов (температура, рН среды, влажность, молекулярный кислород, гидростатическое давление, излучения, магнитные поля и др.).
Лимитирование роста и развития микроорганизмов экологическими факторами.
Природные места обитания психрофильных и психроактивных бактерий. Механизмы адаптации бактерий к температуре окружающей среды.
Термофильные бактерии, их распространение. Природа термоустойчивости бактерий.
Галофильные микроорганизмы, распространение, способы осморегуляции.
Микрофлора воздуха.
Водные среды обитания микроорганизмов.
Зональность распределения микроорганизмов в водоемах.
Принципы классификации озер по трофии.
Общая характеристика микрофлоры аэробной и анаэробной зон водоемов.
Распространение фототрофных бактерий, их биология.
Микрофлора сточных вод, их биологическая очистка.
Микрофлора почвы. Основные группы микроорганизмов почвенного комплекса, их функции.
Доминирующая бактериальная флора почвы. Аэробные и анаэробные микроорганизмы, их деятельность в почве.
Микрофлора ризосферы, ее состав, значение.
Эпифитная микрофлора, ее состав и роль.
Азотфиксация и проблема плодородия почвы. Свободноживущие и симбиотические азотфиксаторы.
Микориза, ее значение.
Выживаемость патогенных микроорганизмов в почве.
Экология и физиология микроорганизмов нефтяных месторождений.
Биоремидиация загрязненных почв и грунтов.
Биологическая обработка органических отходов.

27. Методы исследования экологии микроорганизмов.
5. Рекомендуемая литература

а) основная:

1. Емцев, В.Т. и др. Микробиология. М.: Юрайт, 2012. – 445 с. Гриф УМО Экология микроорганизмов / Под ред. А.И. Нетрусова. М.: Издательский центр «Академия», 2004. 272 с.

2. Колоколова, Н. Н. Микроорганизмы в природных ценозах: учеб. пособие/ Н. Н. Колоколова; Тюм. гос. ун-т. - Тюмень: Изд-во ТюмГУ, 2008. - 136 с.

б) дополнительная:

1. Кожевин, П. А. Микробные популяции в природе/ П. А. Кожевин. - Москва: Изд-во МГУ, 1989. - 175 с.

2. Экология микроорганизмов: учеб. для студ. ун-та, обуч. по спец. 012400 "Микробиология" и др. биол. спец./ ред. А. И. Нетрусова. - Москва: Академия, 2004. - 272 с.; Гриф УМО

3. Громов Б.В., Павленко Г.В. Экология бактерий. Л.: Изд-во Ленинградского ун-та, 1989. – 246 с.; Гриф Гос. ком. СССР

4. Нетрусов А.И., Котова И.Б. Микробиология. М.: «Академия», 2006. – 352 с.; Гриф УМО

Интернет-ресурсы:

www.dic.academic.ru

www.microbiologu.ru

www.elibrary.ru
6. Технические средства и материально-техническое обеспечение дисциплины.

Лекции по дисциплине «Экология микроорганизмов» читаются в аудитории кафедры ботаники и биотехнологии растений и имеют мультимедийное сопровождение. Для научно-исследовательской работы на кафедре имеются лаборатории битехнологических и микробиологических исследований и микробно-растительных взаимодействий, оснащенные современным оборудованием. Демонстрационный материал представлен чистыми культурами микроорганизмов (бактерии, грибы), выделенных из различных источников (коллекция создана на кафедре ботаники, биотехнологии и ландшафтной архитектуры). Обеспеченность лабораторным оборудованием – автоклавом, ламинаром, анаэростатом, термостатами, микроклиматическими камерами дает возможность выделять микроорганизмы из природных субстратов, культивировать на питательных средах и проводить определение численности. Наличие холодильных камер для хранения микроорганизмов позволяет поддерживать коллекцию. В лаборатории микробиологии имеется также микроскопическая техника (микроскопы, бинокуляры), спектрофотометр для изучения экологии микроорганизмов.

Добавить документ в свой блог или на сайт

	Учебно-методический комплекс по дисциплине «социальная экология» Панов В. И. Социальная экология. Учебно-методический комплекс – М.: Ноу впо «Институт психоанализа», 2009, 72с		Учебно-методический комплекс рабочая программа для аспирантов специальности... Алексеева Н. А. Экология растений. Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для аспирантов специальности 03. 02. 08 – экология...
	Учебно-методический комплекс рабочая программа для аспирантов специальности... Алексеева Н. А. Экология растений. Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для аспирантов специальности 03. 02. 08 Экология...		Учебно-методический комплекс дисциплины «экология» Учебно-методический комплекс составлен в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего профессионального...
	Учебно-методический комплекс дисциплины «экология» Учебно-методический комплекс составлен в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего профессионального...		Учебно-методический комплекс дисциплины «экология» Учебно-методический комплекс составлен в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего профессионального...
	Экология и природопользование В. А. Ермолаева. Социальная экология: Учебно-методический комплекс для студентов очной формы обучения Эколого – географического факультета...		Учебно-методический комплекс «Прикладная экология» составлен в соответствии... Н. Н. Колоколова. Прикладная экология. Учебно-методический комплекс. Рабочая учебная программа для студентов специальности 020803....
	Экология и природопользование Д. М. Марьинских. Ландшафтное планирование: учебно-методический комплекс для студентов очной формы обучения направления подготовки...		Учебно-методический комплекс дисциплины социальная экология Специальность... Учебно-методический комплекс составлен на основании требований государственного образовательного стандарта высшего профессионального...
	Учебно-методический комплекс дисциплины специальность: 050502. 65... Учебно-методический комплекс дисциплины (умкд) «Экология» для студентов очной формы обучения по специальности 050502. 65 «технология...		Учебно-методический комплекс дисциплины учение о биосфере Программа дисциплины «Общая экология» по специальности 020804 Геоэкология и направлению 020800 Экология и природопользование: Учебная...
	Учебно-методический комплекс для студентов очной формы обучения направления... Д. М. Марьинских. Ландшафтное планирование: учебно-методический комплекс для студентов очной формы обучения направления подготовки...		В. Л. Гусельников инженерная экология В. Л. Гусельников. Инженерная экология: Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов направления 021300. 62 «Картография...
	Учебно-методический комплекс по дисциплине экология специальность:... При разработке учебно-методического комплекса учебной дисциплины в основу положены		Учебно-методический комплекс гидробиология (Экология водных беспозвоночных)...

Учебно-методический комплекс «Экология микроорганизмов»

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

Институт Биологии

Кафедра ботаники, биотехнологии и ландшафтной архитектуры

ОТВЕТСТВЕННЫЙ РЕДАКТОР: заведующий кафедрой ботаники, биотехнологии и ландшафтной архитектуры Н.А. Боме, доктор сельскохозяйственных наук, профессор.

Похожие: