Мікробіологія 2024
Сьогодні мікробіологія вважається однією з основних дисциплін біології, оскільки без знань мікроорганізмів неможливо зрозуміти всієї різноманітності життя на Землі, умов його появи та еволюції. Предмет знайомить студентів зі світом мікроорганізмів (бактеріями, дріжджами, цвілевими грибами), їх цитологічними, фізіологічними та біохімічними особливостями. Мікроорганізми поширені скрізь та відіграють важливу роль у обміні енергії та речовини на Землі, зокрема мікроорганізми беруть участь у кругообігу азоту та вуглецю. Мікроорганізми є продуцентами багатьох біологічно активних речовин, таких як вітаміни, амінокислоти, антибіотики та ін. Деякі мікроорганізми є патогенними і здатні викликати інфекційні захворювання. Мікроорганізми різноманітні за метаболічними процесами і використовують різні джерела енергії та вуглецю для живлення, будучи автотрофами, гетеротрофами, анаеробами, аеробами та ін. Багато біохімічних властивостей мікроорганізмів використовуються в промисловості, зокрема їх здатність до бродіння. У цьому курсі вивчаються ці та інші питання, такі як структура клітин бактерій, кінетика росту культур мікроорганізмів, вплив факторів навколишнього середовища на ріст мікроорганізмів та механізми адаптації мікроорганізмів до зовнішніх факторів, генетична мінливість і стійкість до антибіотиків, таксономія мікроорганізмів. Курс також знайомить з основними методами мікробіологічних досліджень (стерилізація, методи культивування, ідентифікації мікроорганізмів, фарбування, мікроскопія, тощо).
Мікробіологія та її дисципліни. Значення мікроорганізмів у природі та житті людини. Історія розвитку мікробіології. Місце мікроорганізмів серед живих істот. Загальні принципи систематики мікроорганізмів. Філогенетична систематика бактерій.
Розміри мікроорганізмів. Форма клітин бактерій. Одноклітинні міцеліальні гриби. Дріжджі.
Основні відмінності між прокаріотами та еукаріотами. Загальна будова клітини бактерій. Будова та хімічний склад клітинних стінок прокаріотів. Особливості будови грам-позитивних та грам-негативних бактерій. Поверхневі структури клітинної стінки: фімбрії та F-пілі, джгутики. Рух бактерій. Таксиси. Капсули та слиз. Мембрана та її похідні. Цитоплазма та цитоплазматичні включення. Генетичний апарат бактерій. Форми спокою у бактерій.
Індивідуальний ріст бактеріальних клітин. Розмноження бактерій. Ріст мікроорганізмів (бактерій та дріжджів) в популяції. Методи оцінки кривих росту та життєздатності мікроорганізмів. Безперервні культури (проточні). Синхронні культури.
Адаптації до температури. Адаптації до змін вологості та осмотичного тиску. Вплив cвітла та ультразвуку на мікроорганізми. Адаптації мікроорганізмів до життя у середовищах з різним рН та різним вмістом кисню. Вплив антисептиків на мікроорганізми.
Потреби мікроорганізмів у поживних речовинах. Типи живлення. Способи отримання енергії мікроорганізмами. Початкові етапи перетворення вуглеводів мікроорганізмами. Типи бродінь (спиртове, молочно-кисле, пропіоново-кисле та масляно-кисле). Промислове використання процесів бродіння.
Аеробне дихання при засвоєнні органічних субстратів. Неповне аеробне окислення органічних субстратів. Анаеробне дихання. Використання енергії неорганічних субстратів. Використання енергії світла (фотосинтез).
Біосинтез вуглеводів. Біосинтез амінокислот. Біосинтез ліпідів. Біосинтез вторинних метаболітів.
Роль мікроорганізмів у кругообігу азоту в природі. Амоніфікація органічних азотовмісних сполук. Нітрифікація. Денітрифікація. Фіксація атмосферного азоту. Симбіотичні та вільноживучі азотфіксатори. Механізм біологічної азотфіксації.
Основні терміни в генетиці мікроорганізмів. Генетичний матеріал: бактеріальна хромосома та плазміди. Неспадкова та спадкова мінливість (мутації та генетичні рекомбінації) та її значення у мікроорганізмів. Генетична інженерія мікроорганізмів.
Загальна характеристика та класифікація антибіотиків. Характеристика основних груп антибіотиків за механізмом дії. Природня та набута резистентність до антибіотиків. Методи визначення чутливості до антибіотиків.
Інфекційні та неінфекційні захворювання. Фактори вірулентності та механізми патогенності бактерій. Роль «відчуття кворуму» у патогенності бактерій. Шляхи уникнення мікроорганізмами імунного захисту. Екзотоксини і ендотоксини бактерій. Форми інфекції. Періоди інфекційного процесу. Протибактерійний імунітет: загальні уявлення.
Принципи підбору живильних середовищ. Типи живильних середовищ. Культивування, посів та зберігання мікроорганізмів.
Світловий мікроскоп та техніка мікроскопіювання. Виготовлення мікропрепаратів мікроорганізмів. Фарбування бактерій за Грамом.
Мікробіота повітря, води та ґрунту. Аналіз мікробіоти повітря та води.
Склад мікробіому людини. Методи дослідження мікробіому людини. Мікробіом і вісь кишківник-мозок. Мікробіом і ожиріння. Патогенні мікроорганізми.
