СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Волова, Т. Г. Биотехнология / Т. Г. Волова. – Новосибирск, 1999. Заварзин, Г. А. Введение в природоведческую микробиологию / Г. А. Заварзин, Н. Н. Колотилова. – М., 2001. Лысак, В. В. Микробиология / В. В. Лысак. – Минск, 2008. Лысак, В. В. Микробиология : метод. рекомендации к лаб. занятиям, контроль самостоятельной работы студентов / В. В. Лысак, Р. А. Желдакова. – Минск, 2002. Методы общей бактериологии / под ред. Ф. Герхарда [и др.]. – М., 1983. Методы почвенной микробиологии и биохимии / под ред. Д. Г. Звягинцева. – М., 1991. Нетрусов, А. И. Микробиология. Университетский курс / А. И. Нетрусов, И. Б. Котова. – М., 2012. Практикум по микробиологии / под ред. А. И. Нетрусова. – М., 2005. Экология микроорганизмов / под ред. А. И. Нетрусова. – М., 2013. Юхневич, Г. Г. Микроорганизмы в биоиндикации и биотестировании : лаб. практикум / Г. Г. Юхневич, И. М. Колесник. – Гродно, 2012. Leboffe, M. J. Microbiology : laboratory theory and application / M. J. Leboffe, B. E. Pierce. – Colorado, 2010.
ПРОГРАММА КУРСА «ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ МИКРОБИОЛОГИЯ»
Введение
Основные законы экологии микроорганизмов. Биосферное значение микроорганизмов. Предмет экологии микроорганизмов. Общее и различное в дисциплинах «Общая экология» и «Экология микроорганизмов». Предмет экологической микробиологии. Разделы экологической микробиологии (аутэкология, синэкология, комэкология). Законы Виноградского – Бейеринка, Вольтерры – Гаузе. Энергетическая, концентрационная, деструктивная, транспортная и средообразующая роль бактерий в биосфере. Значение работ Г. А. Надсона, В. Л. Омелянского, В. С. Буткевича, Б. Л. Исаченко и других авторов для развития экологической микробиологии. Развитие экологической микробиологии в Республике Беларусь.
Влияние физических факторов среды обитания на жизнедеятельность микроорганизмов
Влияние магнитных полей на микроорганизмы. Магнетотаксис. Влияние температур, температурные оптимумы и пределы толерантности бактерий. Понятие о психрофилах, мезофилах и термофилах. Молекулярные особенности, определяющие границы температурной толерантности бактерий. Влияние излучений. Фототаксис, фотохромность и фотосинтез у микроорганизмов. Механизмы повреждающего действия УФ-лучей и ионизирующего излучения. Радиорезистентность микроорганизмов и ее молекулярные механизмы.
Влияние химических факторов среды обитания на жизнедеятельность микроорганизмов
Понятие о водной активности и водном потенциале. Негалофильные и галофильные микроорганизмы. Молекулярные механизмы осмотолерантности. Кислород как акцептор электрона. Активные формы кислорода и этапы их восстановления в микробной клетке. Отношение микроорганизмов к рН. Ацидофилы, нейтрофилы и алкалофилы. Влияние рН среды на формирование трансмембранного электрохимического потенциала в бактериальной клетке.
Взаимодействие бактерий с бактериями, простейшими и беспозвоночными животными
Типы взаимодействий между биологическими объектами. Комменсализм, мутуализм, паразитизм, конкуренция и аллелопатия (антибиоз). Факультативные и облигатные симбиозы. Понятие о консорциуме. Взаимодействие бактерий с простейшими. Тройственные симбиозы. Внутриядерный паразитизм бактерий в простейших. Взаимодействие бактерий с насекомыми и его контроль со стороны хозяина. Микробные симбионты глубоководных погонофор. Светящиеся бактерии – симбионты энтомопатогенных нематод.
Взаимодействие бактерий с растениями
Микробиота филлосферы и ризосферы растений. Симбиоз бобовых с азотфиксирующими клубеньковыми бактериями. Этапы формирования симбиоза (аттракция, адгезия, интернализация). Понятие о лектинах. Фитопатогены. Особенности паразитизма агробактерий. Понятие о генетической колонизации.
Взаимодействие бактерий с организмами позвоночных и человека
Понятие об автохтонной и аллохтонной микробиоте тела позвоночных. Микробиоценозы рубца жвачных животных. Органы свечения глубоководных рыб. Микробная экология тела человека. Нормальная микробиота кожи, репродуктивного тракта, органов системы пищеварения. Микробиота ротовой полости. Микробиота толстого кишечника. Понятие о дисбактериозе. Болезнетворные микроорганизмы и факторы их патогенности.
Демэкология. Микробиоценозы воздуха и почв
Основные понятия демэкологии. Ареалы бактерий. Бактерии как космополиты и их связь с определенными экосистемами. Типичная структура микробиоценоза. Понятие о сукцессии. Аэромикрофлора и источники ее формирования. Факторы, оказывающие влияние на количественный и качественный состав аэропланктона. Микробиологический контроль качества воздушной среды. Микробиота почв. Структура почвенных микробных сообществ. Представления о r- и К-стратегиях микроорганизмов. Роль микроорганизмов в формировании плодородия почв.
Микробиоценозы морей и пресных водоемов
Гидромикробиота и ее особенности. Микробиота стратифицированных пресных водоемов. Движение веществ и энергии в микробиоценозе пресного водоема. Олиготрофные и эвтрофные водоемы и факторы, их определяющие. Понятие о сапробности. Методы санитарно-микробиологического контроля качества вод.
Использование микроорганизмов при решении экологических проблем
Биоремедиация. Искусственные микробиоценозы очистных сооружений. Микроорганизмы как биодеструкторы. Использование микроорганизмов при очистке окружающей среды от техногенных загрязнений. Микробиологическая очистка сточных вод. Микробиоценоз активного ила. Перспективы генной инженерии в решении экологических проблем.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Основной
Гусев, М. В. Микробиология : учеб. для студентов биол. специальностей вузов. – 4-е изд. / М. В. Гусев, Л. А. Минеева. – М., 2003. Заварзин, Г. А. Введение в природоведческую микробиологию : учеб. пособие / Г. А. Заварзин, Н. Н. Колотилова. – М., 2001. Современная микробиология : в 2 т. / под ред. Й. Ленгелера, Г. Древса, Г. Шлегеля. – М., 2005. – 2 т. Экология микроорганизмов / под ред. А. И. Нетрусова. – М., 2004.
Дополнительный Борисов, Л. Б. Медицинская микробиология, вирусология, иммунология / Л. Б. Борисов. – М., 2002. Вятчина, О. Ф. Малый практикум по микробиологии : учеб.-метод. пособие / О. Ф. Вятчина, Н. Е. Буковская, О. А. Жилкина. – Иркутск, 2009. Громов, Б. В. Экология бактерий / Б. В. Громов, Г. В. Павленко. – Л., 1989. Емцев, В. Т. Микробиология : учеб. для вузов / В. Т. Емцев, Е. Н. Мишустин. – 5-е изд., перераб. и доп. – М., 2005. Жизнь микроорганизмов в экстремальных условиях / под ред. Д. Кашнера. – М., 1981. Практикум по микробиологии / под ред. А. И. Нетрусова. – М., 2005. Шлегель, Г. Общая микробиология / Г. Шегель. – М., 1987.
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
СРЕДЫ И РЕАКТИВЫ
Пептонно-дрожжевой бульон (ПДБ) Пептон ферментативный 10,0 г Дрожжевой экстракт 5,0 г NaCl 8,0 г Вода дистиллированная до 1 л рН 7,0–7,2 Стерилизовать автоклавированием при 1,0–1,5 атм.
Пептонно-дрожжевой агар (ПДА) Пептон ферментативный 10,0 г Дрожжевой экстракт 5,0 г NaCl 8,0 г Агар микробиологический 15,0 г Вода дистиллированная до 1 л рН 7,0–7,2 Стерилизовать автоклавированием при 1,0–1,5 атм.
Среда Эшби Маннит 20,0 г К2НРО4 0,2 г MgSO4 0,2 г NaCl 0,2 г K2SO4 0,1 г СаСО3 5,0 г Агар микробиологический 20,0 г Вода дистиллированная до 1 л рН 7,1–7,3 Стерилизовать автоклавированием при 1,0 атм.
Казеиново-глицериновый агар (КГА) Гидролизат казеина 0,3 г Дрожжевой экстракт 0,3 г Глицерин 10,0 мл KNO3 2,0 г K2HPO4 2,0 г MgSO4 ⋅ 2 H2O 0,05 г FeSO4 ⋅ 7 H2O 0,01 г CaCO3 0,02 г
NaCl 2,0 г Агар микробиологический 20,0 г Вода дистиллированная до 1 л рН 7,0–7,2 Стерилизовать автоклавированием при 1,0–1,5 атм.
Среда Чапека Крахмал растворимый 30,0 г NaNO3 3,0 г KH2PO4 1,0 г MgSO4 ⋅ 7 H2О 0,5 г KCl 0,5 г FeSO4 ⋅ 7 H2O 0,01 г Агар микробиологический 15,0 г Вода дистиллированная до 1 л рН 7,0–7,3 Стерилизовать автоклавированием при 1,5 атм.
Среда Эндо Пептон 10,0 г Лактоза 10,0 г К2НРО4 3,5 г Na2SO3 2,5 г Фуксин основной 0,5 г Агар микробиологический 15,0 г Вода дистиллированная до 1 л рН 7,3–7,5 Стерилизовать автоклавированием при 1,0 атм.
Жидкая минеральная среда М9 Солевой концентрат М9 25,0 мл Дистиллированная вода 73,0 мл 0,1 М MgSO4 1,0 мл 0,1 M CaCl2 1,0 мл рН 7,0–7,2
Солевой концентрат М9 Na2HPO4 24,0 г KH2PO4 12,0 г NaCl 2,0 г NH4Cl 4,0 г Вода дистиллированная до 1 л рН 7,0–7,2 Стерилизовать автоклавированием при 1,0–1,5 атм.
0,1 М MgSO4 MgSO4 (MgSO4 ⋅ 7 Н2О) 1,20 г (2,46 г) Вода дистиллированная до 1 л Стерилизовать кипячением или автоклавированием при 0,5 атм.
0,1 M CaCl2 CaCl2 (CaCl2 ⋅ 2 Н2О) 1,11 г (1,47 г) Вода дистиллированная до 1 л Стерилизовать кипячением или автоклавированием при 0,5 атм.
Физиологический раствор NaCl 8,5 г Вода дистиллированная до 1 л рН 7,2–7,5 Стерилизовать автоклавированием при 1,5 атм.