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 образованияв 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 образованияв 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.