Рабочая программа дисциплины «Общая биология и микробиология» для специальности: 271500 «пищевая биотехнология» направление: 655500 «Биотехнология»
| скачать МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ВОРОНЕЖСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ УТВЕРЖДАЮ Декан факультета прикладной биотехнологии профессор Востриков С.В. ____________________________________ «____»_________________________2003 г РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ «Общая биология и микробиология» для специальности: 271500 «пищевая биотехнология» направление: 655500 «Биотехнология» Программа рассмотрена на заседании кафедры микробиологии и биохимии протокол № «___»______________2003 г Заведующий кафедрой, профессор_____________О.С. Корнеева на заседании методической комиссии ФПБ протокол № 9 « от « 17 » июня 2003 г Председатель МК ФПБ _______________ Л.В. Спивакова Воронеж 2003 СОГЛАСОВАНО Заведующий кафедрой технологии мяса и мясных продуктов, доктор технических наук, профессор Антипова Л.В.
Общая биология и микробиология являются фундаментом в познании общей характеристики живого, особенностей биологического уровня организации материи в целом и микроорганизмов в частности. Задача курса состоит в познании структуры и функций живых систем, теоретическом объяснении общих закономерностей и различий в проявлении жизнедеятельности макро и микроорганизмов, логическом обосновании использования микроорганизмов в биотехнологических производствах, познании механизмов воздействия на биосинтетические способности микроорганизмов с целью их регуляции.
В результате изучения дисциплины студент должен знать: уровни организации и свойства живых систем, химическую организацию, строение и функции клеток эукариотов и прокариотов; обмен веществ и превращение энергии в клетке, воспроизведение и жизненный цикл клетки, генетические и экологические основы эволюции, индивидуального развития; основные группы и сообщества живых организмов; современный уровень познания мира микробов, основы морфологии, физиологии, биохимии, генетики и экологии микроорганизмов; процессы биосинтеза и биотрансформации у микроорганизмов. ^ использовать знания об особенностях структуры и функций живых организмов, закономерностях роста и развития, об интенсивности воздействия внешних факторов на направленность биосинтеза микробных организмов в целях совершенствования технологических процессов производства пищевых продуктов. ^ приготовления и микроскопирования препаратов клеток живых организмов; в анализе возбудителей различных типов брожений, используемых в пищевой биотехнологии; в методах выделения чистых и накопительных культур микроорганизмов – продуцентов целевых продуктов; в определении основных параметров роста и развития микробных культур и идентификации микроорганизмов по культуральным и морфологическим признакам.
4. Содержание дисциплины 4.1. Разделы дисциплины в виде занятий.
^ 4.2.1. ВВЕДЕНИЕ Биология – наука о жизни, микробиология – наука о жизни малых существ. Предмет и методы исследования биологии. Краткая хронология развития биологии, связь с другими науками. Новые направления в биологии. 4.2.2. Тема 1. Молекулярный уровень организации живой природы. Уровни организации и свойства живых систем. Химические элементы и соединения, содержащиеся в живых организмах: неорганические и органические вещества. Углеводы, белки, нуклеиновые кислоты, липиды – строение молекул, функции. ^ Разнообразие жизни на Земле: прокариоты и эукариоты, растительные и животные организмы, структурная организация клетки. Строение и функции клетки эукариотов и прокариотов. Структуры, общие для животных и растительных клеток. Жизненный цикл клетки. Деление клетки – митоз. ^ Размножение и индивидуальное развитие организмов. Гаметогенез. Эволюция полового процесса. Бесполое размножение. Периодизация онтогенеза животных организмов. 4.2.5. ТЕМА 4. Царство животных Основные группы живых организмов. Развитие животного мира. Основные этапы развития жизни на Земле. Эволюционное учение. Основные этапы эволюции приматов, человека. Систематическое положение человека. Системы органов человека: нервная, сердечно-сосудистая и кровеносная, опорно-двигательная, эндокринная, пищеварительная, мочевыделительная, половая, дыхательная, органы чувств. ^ Понятие наследственности и изменчивости. Современные представления о гене. Методы генетики. Законы наследования признаков, установленные Г. Менделем. Цитологические основы законов Г. Менделя. Комбинативная и мутационная изменчивость. ^ Экология – наука о взаимоотношениях организмов между собой и с окружающей средой. Среда. Взаимосвязь сообществ. Классификация экологических факторов. Ресурсы. Основные экологические структуры. Взаимосвязь экологических компонентов. 4.2.8. Общие признаки и разнообразие микроорганизмов Предмет микробиологии. Краткая история развития науки. Главные направления развития современной микробиологии, связь её с другими науками. Задачи микробиологии. Современные методы исследования. Мир микробов: общие признаки и многообразие. Положение микроорганизмов в системе живого мира. Вирусы и бактериофаги. Структура, особенности химического состава и репродукция. Вирусы бактерий. Умеренные фаги и лизогения у бактерий. Распространение вирусов в природе и их значение в жизни человека. ^ Бактерии как мельчайшие организмы, имеющие клеточную организацию. Формы бактериальных клеток, их размеры. Строение бактериальной клетки. Особенности химического состава и структуры стенок грамположительных и грамотрицательных бактерий. Цитоплазматическая мембрана и мембранные структуры бактериальной клетки: мезосомы, тилакоиды, газовые вакуоли, карбоксисомы – строение и функции. Организация генетического аппарата бактерий. Рибосомы. Включение резервных веществ. Капсулы и их функции. Спорообразование у бактерий и его биологическая роль. Размножение бактерий. Способы движения бактерий. Основные принципы классификации прокариот. Характеристика отдельных таксономических групп. ^ Строение эукариотной клетки. Мицелиальные грибы. Особенности биологической организации. Способы размножения грибов. Классификация. Характеристика отдельных представителей грибов. Дрожжи. Строение клетки. Способы размножения. Классификация. ^ Питание микроорганизмов. Химический состав клеток микроорганизмов. Содержание воды и её формы. Органические и минеральные вещества клеток. Механизм поступления питательных веществ в клетку: физическая диффузия, активный транспорт, транслокация групп, пиноцитоз, фагоцитоз. Типы питания: автотрофы, гетеротрофы, хемотрофы, фототрофы, литотрофы, органотрофы. Сапрофиты и паразиты. Пищевые потребности микроорганизмов. Факторы роста. Ауксотрофы и прототрофы. Культивирование микроорганизмов. Накопительные культуры микроорганизмов и принцип элективности. Чистые культуры, их значение и методы получения. Типы питательных сред: разделение на группы по составу и назначению. Способы культивирования микроорганизмов: поверхностный, глубинный; периодический и непрерывный. Закономерности роста микроорганизмов при перисдическом культивировании. Непрерывное культивирование. Влияние внешних факторов на жизнедеятельность микроорганизмов. Значение влажности для жизнедеятельности микроорганизмов. Показатель активности воды. Значение относительной влажности воздуха для развития микроорганизмов при производстве и хранении пищевых продуктов. Влияние осмотического давления на микроорганизмы. Плазмолиз и плазмоптиз. Микроорганизмы – осмофилы и галофилы. Рост микроорганизмов в зависимости от температуры. Психрофилы, мезофилы, термофилы. Термоустойчивость вегетативных клеток и спор микроорганизмов. Пастеризация и стерилизация. Холодоустойчивость микроорганизмов. Микробиологические основы хранения сырья в охлажденном и замороженном состоянии. Влияние на микрооргнизмы гидростатического давления и ультразвука. Лучистая энергия и характер ей действия на микроорганизмы. Ультрафиолетовые лучи, радиоактивные излучения, электромагнитные излучения высоких и сверхвысоких частот. Перспективы применения этих факторов для обработки сырья и пищевых продуктов. Отношение микроорганизмов к кислороду. Аэробы, анаэробы. Физиологические различия этих групп. Влияние pН на микроорганизмы. Алкалофильные и ацидофильные микроорганизмы. Значение в практике хранения сырья и пищевых продуктов. Химические вещества. Специфичность и механизм их действия. Химические вещества, используемые на предприятиях пищевой промышленности. Биологические факторы. Симбиоз, антагонизм, паразитизм; их значение в производстве и хранении пищевых продуктов. Антибиотики и фитонциды, перспективы их использования в пищевой промышленности. Микроорганизмы – продуценты антибиотиков. Обмен веществ микроорганизмов: катаболизм, анаболизм, их взаимосвязь. Энергетические процессы. Основные пути расщепления углеводов. Дыхание микроорганизмов: аэробное дыхание, анаэробное дыхание, неполные окисления. Брожение как неполное окисление веществ в анаэробных условиях.Спиртовое брожение. Возбудители. Условия и химизм брожения. Промышленное использование. Значение в биотехнологии пищевых продуктов. Молочнокислое брожение. Морфологические и биохимические особенности молочнокислых бактерий. Распространение в природе и практическое использование. Маслянокислое и ацетоно-бутиловое брожение. Признаки возбудителей. Используемые субстраты (сахаролитические и пептолитические клостридии). Биохимия брожения и продукты. Окисление уксуснокислыми бактериями этилового спирта, глицерина, глюкозы. Образование органических кислот микроскопическими грибами. Разложение микроорганизмами крахмала, пектиновых веществ, целлюлозы. Превращение микроорганизмами соединений азота. Гнилостные процессы, конечные продукты. Характеристика возбудителей. Значение гнилостных процессов в природе и в процессах порчи сырья и пищевых продуктов при хранении. Нитрификация, денитрификация, фиксация атмосферного азота. ^ Понятие наследственности и изменчивости. Наследственность и её материальная основа. Мутации. Молекулярная основа мутагенеза. Генетическая рекомбинация у прокариотов. Практическое использование достижений генетики. Селекция микроорганизмов и способы получения активных рас и штаммов микроорганизмов. ^ Биосфера и распространение микроорганизмов. Экологические системы и экологические ниши. Миклофлора воды, воздуха, почвы. Роль микроорганизмов в охране окружающей среды от загрязнений. Меоды очистки сточных вод. ^ Преимущества микробного синтеза. Характеристика основных продуктов биотехнологии, направления их использования. Биосинтез первичных и вторичных метаболитов. Биотрансформация. Типовые схемы получения микробных метаболитов. ^
^ Текущий контроль предусматривает рейтинговую систему оценки знаний студентов по уровню их подготовки к коллоквиумам, лабораторным работам с использованием как лекционного материала, так и материала рекомендуемых литературных источников. Промежуточный контроль предусматривает отчеты по 17 лабораторным работам, выполнение контрольной работы, проведение в течение семестра коллоквиумов по темам: Υ семестр – «Биология клетки» ^ Итоговый контроль – Υ семестр – зачет ΥΙ семестр - экзамен (за весь курс) 7. Учебно-методическое обеспечение дисциплины 7.1.Основная литература 1. Мамонтов С.Г., Захаров В.Б. Общая биология, М., В. школа, 2000 г. 2. Шуваева Г.П., Шеламова С.А. Общая микробиология: Учебное пособие – Воронеж: ВГТА, 1998 г. 7.2. Дополнительная литература. 1. Шлегель Г. Общая микробиология – М., Мир, 1987 г. 2. Кемп П., Армс К., Введение в биологию. М, Мир, 1998 г. 3. Елинов Н.П. Химическая микробиология, В. школа, 1989 7.3. Периодические издания 1. Биотехнология. 2. Вестник Российской Академии наук.
7.4. Методические материалы преподавателю. Автоматизированный контроль знаний по курсу «Техническая микробиология», Воронежская государственная технологическая академия, сост. Л.А. Черняева, С.А. Шеламова, Г.П. Шуваева, Л.В. Спивакова. Воронеж, 1996,24 с. 7.5. В качестве промежуточного контроля используются программы АСККО в дисплейных классах ВГТА по разделам:
Программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по специальности подготовки дипломированного специалиста: 271500 «Пищевая биотехнология» Программу разработал доцент кафедры микробиологии и биохимии, к.б.н. Шуваева Г.П.
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка: 