Тема 2. Возникновение и развитие микробиологии

Утверждаю

Проректор по учебной и информационно-аналитической работе БГПУ

________________________В.М.Зеленкевич

____________________2015 г.

Регистрационный №УД-______________/уч.

 

 

МИКРОБИОЛОГИЯ С ОСНОВАМИ БИОТЕХНОЛОГИИ

Учебная программа учреждения высшего образования

По учебной дисциплине для специальности

1-02 04 01 Биология и химия;

Биология и география

 

 

2015 г.

Учебная программа составлена на основе образовательного стандарта учреждения высшего образования ОСРБ для специальностей 1-02 04 01 Биология и химия, 1-02 04 02 Биология и география, утвержденного 30.08.2013 г. № 88

 

Составитель:

Ж.Э.Мазец, доцент кафедры общей биологии и ботаники учреждения образования «Белорусский государственный педагогический университет имени Максима Танка», кандидат биологических наук, доцент

РЕЦЕНЗЕНТЫ:

В.Н.Леонтьев, заведующий кафедрой биотехнологии и биоэкологи БГТУ, кандидат химических наук, доцент;

И.А.Гончарова, ведущий научный сотрудник института микробиологии НАН Беларуси, кандидат биологических.

 

РЕКОМЕНДОВАНА К УТВЕРЖДЕНИЮ:

Кафедрой общей биологии и ботаники

(протокол № 9 от 23.04.2015)

Заведующий кафедрой А.В.Деревинский

 

Научно-методическим советом УО «Белорусский государственный педагогический университет имени Максима Танка»

(протокол № 6 от 04.06.2015)

 

 

Оформление учебной программы и сопровождающих ее материалов действующим требованиям Министерства образования Республики Беларусь соответствует

Методист учебно-методического

управления БГПУ

__________________Е.А.Кравченко

 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Учебная дисциплина «Микробиология с основами биотехнологии» предусмотрена образовательным стандартом и типовым учебным планом подготовки студентов по специальностям:1-02 04 01 Биология и химия, 1-02 04 02 Биология и география.

Учебная дисциплина «Микробиология с основами биотехнологии» – одна из фундаментальных дисциплин, изучающих микроорганизмы и возможности использования продуктов их жизнедеятельности для решения технологических задач, а также возможности создания живых организмов с необходимыми свойствами методом генной инженерии. Учебная дисциплина «Микробиология с основами биотехнологии» создает материалистическую базу для теоретической и прикладной медицины, гигиены, сельского хозяйства, пищевой и перерабатывающей промышленности, где используются биотехнологические процессы.

Изучение данной учебной дисциплины даст студентам современные знания, необходимые высококвалифицированным специалистам-биологам, об особенностях организации, закономерностях функционирования и способах регуляции физиологических процессов микроорганизмов, роли генетического конструирования как современном методе совершенствования пород животных, сортов растений и штаммов микроорганизмов, интенсификации производства и получения новых видов продуктов различного назначения, утилизации отходов различного происхождения. Освоение программы курса будет способствовать развитию студентов-биологов как самостоятельных специалистов, обладающих как фундаментальными знаниями, так и практическими навыками, необходимыми при проведении исследований на современном научно – методическом уровне. Учебная дисциплина «Микробиология с основами биотехнологии» состоит из двадцати основных разделов, в которых на современном уровне рассматриваются морфология, физиология, генетика, систематика, экология микроорганизмов и основы биотехнологических процессов в различных отраслях промышленности и сельского хозяйства.

Целью изучения учебной дисциплины «Микробиология с основами биотехнологии» является создание у студентов четкой системы знаний о целостном организме бактерий и вирусов, их макро- и микроструктуре, физиологии и генетике, комплексе научных знаний по современной систематике бактерий и вирусов, о способах получения практически ценных веществ в ходе процессов культивирования микроорганизмов, свободнорастущих клеток многоклеточных организмов, а также трансгенных растений и животных.

К основным задачам учебной дисциплины относится:

− получение студентами теоретических знаний об общих закономерностях и конкретных механизмах, лежащих в основе жизнедеятельности прокариот;

− формирование представлений об экологических особенностях и приспособленности бактерий и вирусов к среде обитания;

− ознакомление студентов с современными представлениями о классификации бактерий и вирусов;

− получение студентами-биологами сведений о значении бактерий и вирусов в природных экосистемах и их роли в жизни человека;

− получение представлений об объектах, основных методах и технологиях производства продуктов питания, биологически активных веществ, средств диагностики и профилактики болезней, защиты окружающей среды.

Программа курса составлена с учетом междисциплинарных связей и программ по смежным курсам химического и биологического профиля, предусмотренных типовым учебным планом подготовки специалистов по специальностям: 1-02 04 01 Биология и химия и 1-02 04 02 Биология и география: «Органическая химия», «Биохимия», «Физиология растений», «Физиология человека и животных», «Генетика», «Цитология», «Молекулярная биология», «Экология», «Методика преподавания биологии».

Требования к академическим компетенциям студента.

Студент должен:

АК-1. Уметь применять базовые научно-теоретические знания для решения теоретических и практических задач.

АК-2. Владеть системным и сравнительным анализом.

АК-3. Владеть исследовательскими навыками.

АК-4. Уметь работать самостоятельно.

АК-6. Владеть междисциплинарным подходом при решении проблем.

АК-10. Уметь осуществлять учебно-исследовательскую деятельность.

Требования к социально-личностным компетенциям студента.

Студент должен:

СЛК-2. Быть способным к социальному взаимодействию.

СЛК-5. Быть способным к критике и самокритике.

СЛК-6. Уметь работать в команде.

СЛК-7. Быть способным к осуществлению самообразования и самосовершенствования профессиональной деятельности.

Требования к профессиональным компетенциям студента.

Студент должен:

ПК-14. Развивать навыки самостоятельной работы с учебной, справочной, научной литературой и др. источниками информации.

В соответствии с образовательным стандартом в результате изучения учебной дисциплины студент должен

знать:

− особенности морфоструктуры прокариот;

− физиологию и биохимию основных процессов жизнедеятельности прокариот;

− систематику и крупные таксоны бактерий и вирусов и их характеристики;

− экологические особенности бактерий и вирусов и приспособленность к среде обитания;

− значение бактерий и вирусов в природных экосистемах и жизни человека;

− механизмы борьбы с бактериальной и вирусной инфекцией;

− основы биотехнологического производства;

− объекты биотехнологии;

− биотехнологические процессы в современном сельском хозяйстве, пищевой промышленности; в охране окружающей среды и решении проблемы получения возобновляемых энергоносителей;

− достижения и проблемы биотехнологии.

В результате изучения учебной дисциплины студент должен

уметь:

− использовать полученные теоретические знания в профессиональной, педагогической, методической научно-исследовательской деятельности;

− оценивать влияние различных факторов среды на жизнедеятельность микроорганизмов;

− ориентироваться в технологических схемах основных биотехнологических производств;

− выделять основные стадии и составлять структурно-логические схемы производства;

− осуществлять постановку демонстрационного эксперимента по биотехнологическим процессам.

В результате изучения учебной дисциплины студент должен

владеть:

− навыками приготовления препаратов бактерий для микроскопического изучения;

− методикой идентификации прокариот;

− методами выделения и очистки продуктов биотехнологических процессов.

Для управления учебным процессом и организации контрольно-оценочной деятельности рекомендуется использовать учебно – методические комплексы, проводить текущий контроль знаний на каждом лабораторном и семинарском занятиях, а итоговый контроль – на зачете и экзамене, после рассмотрения всех вопросов программы курса.

Всего на изучение учебной дисциплины «Микробиология с основами биотехнологии» по специальностям 1-02 04 01 Биология и химия, 1-02 04 02 Биология и география дневной формы получения образования отводится 168 часов, из них аудиторных 76 часов (44 часа – лекции, 28 часов – лабораторные работы, 4 часа – семинары), 56 часов самостоятельной работы студента.

Текущая аттестация проводится в соответствии с учебным планом по специальностям 1-02 04 01 «Биология и химия», 1-02 04 02 «Биология и география» дневной формы получения высшего образования в форме зачета (5 семестр) и экзамена (6 семестр).

Учебным планом специальности отводится 36 часов на выполнение курсовой работы в 5 семестре.

Всего на изучение учебной дисциплины «Микробиология с основами биотехнологии» по специальности 1-02 04 02 «Биология и география» заочной формы получения высшего образования отводится 168 часов, из них аудиторных – 18 часов (10 часов лекции, 4 часа практические (семинарские) занятия, 4 часа лабораторные занятия).

Текущая аттестация проводится в соответствии с учебным планом по специальности 1-02 04 02 «Биология и география» заочной формы получения высшего образования в форме зачета (2 курс) и экзамена (3 курс).

 

СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОГО МАТЕРИАЛА

Тема 1. Введение

Предмет и задачи микробиологии: ее место и роль в современной биологии. Краткая сравнительная характеристика структурной организации прокариотного и эукариотного типа клеток. Выделение бактерий и цианобактерий в самостоятельное царство прокариот. Специфические черты прокариотических организмов.

Значение микробиологии для народного хозяйства и охраны здоровья. Роль микроорганизмов в процессах круговорота биогенных элементов в природе. Значение микроорганизмов в жизни и хозяйственной деятельности человека. Патогенные микроорганизмы и борьба с инфекционными заболеваниями. Использование микроорганизмов в промышленности. Подразделение микробиологии: общая микробиология, медицинская, ветеринарная, сельскохозяйственная, техническая, космическая, вирусология, генетика микроорганизмов. Задачи различных направлений микробиологической науки.

Промышленная микробиология и микробиологическая технология, перспективы развития этих отраслей. Научные основы микробиологической промышленности, современная биотехнология, и ее возможности в решении проблем, стоящих перед человечеством: производство пищевого белка, пополнение дефицита природных ресурсов, очистка окружающей среды от загрязнения. Разработки, направленные на запросы различных отраслей промышленности.

Методы микробиологических исследований: микроскопия, выделение чистых культур микроорганизмов и культивирование их, идентификация и др. Правила работы в микробиологических лабораториях.

Биотехнология как наука, предмет, объекты и основные цели. Этапы развития биотехнологии. Связь биотехнологии с биологическими, химическими, техническими и другими науками. Отрасли биотехнологии и их роль. Новые направления в биотехнологии. Продукты биотехнологического производства.

Тема 2. Возникновение и развитие микробиологии

Открытие микромира А. Левенгуком (1695 г.). Морфологический период в микробиологии.

Работы Л. Пастера (1822-1895), заложившие основы физиологического направления в микробиологической науке. Исследования Р. Коха (1843-1910), Л.С. Ценковского (1822-1877), И.И. Мечникова (1845-1916), Д.К. Заболотного (1866-1929), П. Эрлиха (1854-1915) и др., определившие успехи медицинской микробиологии.

Работы основоположников почвенной микробиологии С.Н. Виноградского (1856-1953) и М. Бейеринка (1851-1931), В.Л. Омельянского (1867-1928).Открытие вирусов Д.И. Ивановским (1864-1920). Первые успехи вирусологии. Развитие биохимического направления в микробиологии. Работы А. Клюйвера (1888-1956) и К. ванНилля, показавшие биохимическое единство живых организмов.

Основные направления развития современной микробиологии. Концепция биохимического единства живых организмов.