Національний університет біоресурсів і природокористування України Кафедра молекулярної біології, мікробіології та біобезпеки
«ЗАТВЕРДЖУЮ» Декан факультету екології і сталого розвитку _______________Рибалко Ю.В. «____»_______________2013р.
НАВЧАЛЬНО-МЕТОДИЧНИЙ КОМПЛЕКС З ДИСЦИПЛІНИ Екологія біологічних систем (екологія мікроорганізмів) (шифр і назва навчальної дисципліни)
напрям підготовки___________0401 «Природничі науки»____________ спеціальність 6.040106 - «Екологія, охорона навколишнього середовища та збалансоване природокористування» спеціалізація____________________________________________________________ факультет____________екології і сталого розвитку___________________
Київ – 2013
Форма № Н - 3.04
Національний університет біоресурсів і природокористування України Кафедра молекулярної біології, мікробіології та біобезпеки «ЗАТВЕРДЖУЮ» Декан факультету екології і сталого розвитку доцент________________Ю.В.Рибалко «____»______________________2013р. РОБОЧА ПРОГРАМА НАВЧАЛЬНОЇ ДИСЦИПЛІНИ Екологія біологічних систем (екологія мікроорганізмів) (шифр і назва навчальної дисципліни)
напрям підготовки_________0401 «Природничі науки»______________ спеціальність 6.040106 - «Екологія, охорона навколишнього середовища та збалансоване природокористування» спеціалізація____________________________________________________________ факультет____________екології і сталого розвитку___________________
Київ – 2013 р.
Робоча програма «Екологія біологічних систем (екологія мікроорганізмів)» для студентів за напрямом підготовки 0401 «Природничі науки» , спеціальність : 6.040106 - «Екологія, охорона навколишнього середовища та збалансованого природокористування». „___” ________, 2013р. – 29 с.
Розробник: Феделеш-Гладинець М.І.доцент, кандидат сільськогосподарських наук. Робоча програма затверджена на засіданні кафедри молекулярної біології, мікробіології та біобезпеки Протокол від “____”________________2013 р. № ____ Завідувач кафедри молекулярної біології, мікробіології та біобезпеки _________________(__________________) (підпис) “_____”___________________2013 р. Схвалено вченою радою факультету Екології і сталого розвитку Протокол від. “____”________________20___ р. № ___ “_____”________________2013р.
Голова __________ ( Рибалко Ю.В.)
Феделеш-Гладинець М.І., 2013р.
1. Опис навчальної дисципліни Екологія біологічних систем (екологія мікроорганізмів)
Галузь знань, напрям підготовки, спеціальність, освітньо-кваліфікаційний рівень Галузь знань
0401 «Природничі науки» (шифр і назва)
Напрям підготовки
6.040106«Екологія, охорона навколишнього середовища та збалансоване природокористування»
Спеціальність Освітньо-кваліфікаційний рівень
________бакалавр_____________________
Характеристика навчальної дисципліни Вид Загальна кількість годин Кількість кредитів ECTS Кількість змістових модулів Курсовий проект (робота)
Нормативна (вибіркова) 51 1,7 3 ________________________________________
(якщо є в робочому навчальному плані)
(назва)
Форма контролю
Залік
Показники навчальної дисципліни для денної та заочної форм навчання Рік підготовки Семестр Лекційні заняття Практичні, семінарські заняття Лабораторні заняття Самостійна робота Індивідуальні завдання Кількість тижневих годин для денної форми навчання: аудиторних самостійної роботи студента −
денна форма навчання 3 6 13 13 20
2 год. 20
заочна форма навчання ________ ________ ________год. ________год. ________год. ________год. ________год.
2. Мета та завдання навчальної дисципліни Метою вивчення дисципліни «Екологія біологічних систем(екологія мікроорганізмів)» є теоретична і практична підготовка студентів по створенню сприятливих умов для рослин з метою отримання екологічно чистої продукції сільськогосподарського виробництва, а також безпечних умов праці у виробничих умовах. Завдання курс спрямовано на розширення теоретичних знань та практичних навичок студентів щодо застосування мікробіологічного потенціалу біологічних об’єктів, значення мікроорганізмів для життєдіяльності вищих рослин, практичного застосування отриманих знань для підвищення продуктивності сільськогосподарських насаджень і покращення структури ґрунту при вирішенні прикладних питань сучасної науки та аграрного виробництва. У результаті вивчення навчальної дисципліни студент повинен знати: ● морфологію і особливості будови основних таксономічних груп мікроорганізмів, характер їх живлення, екологію ґрунтової біоти; ● готувати поживні середовища для культивування мікроорганізмів; ● вести їх облік; взаємозв’язки мікроорганізмів у біоценозах; діяльність різних фізіологічних груп мікроорганізмів у ґрунті; виділити із ґрунтів і ризосфери рослин різних агрономічно цінних груп мікроорганізмів, визначення їх кількості, складу та активності; прищепити студентам навики по мікроскопічній техніці, по практичному застосуванню мікробних препаратів для землеробства. ● навчити студентів мислити, аналізувати і самостійно працювати над літературними джерелами з різних розділів курсу: ● освоїти основні підходи до оптимізації дбайливого використання біоресурсів; ● розширити дослідницькі уміння в області мікробіології, аналізувати і узагальнювати результати мікробіологічних досліджень, і робити відповідні висновки; вміти: ● готувати до стерилізації матеріали та обладнання; ● готувати поживні середовища для культивування мікроорганізмів; ● визначити біологічну активність ґрунтів; ● відбирати і готувати ґрунтові зразки для мікробіологічних досліджень; ● оволодіти мікроскопічними методами вивчення мікроорганізмів; ● готувати поживні середовища для культивування мікроорганізмів; ● визначати морфологічний склад мікробіоценозу ; ● правильно спланувати і провести мікробіологічні дослідження ● вивчити взаємовідносини мікроорганізмів з вищими рослинами і можливості активного впливу на них;
3.Програма навчальної дисципліни Змістовий модуль 1. «Мікроскопічні методи досліджень». Тема лекційного заняття 1. Предмет і завдання мікробіології – 2 год. /0,055 кредит Головні ознаки мікроорганізмів ї її поширення в природі. Історія розвитку мікробіології. Завдання мікробіології в підвищенні продуктивності народного і, зокрема, лісового господарства. Тема лекційного заняття 2. Морфологія основних таксономічних груп мікроорганізмів – 2 год. /0,055 кредит Будова прокаріотичної клітини. Морфологія бактерій,/форма, розміри, рух, спороутворення, розмноження/, актиноміцетів. Морфологія еукаріотів – грибів, водоростей, лишайників, найпростіших. Змістовий модуль 2. «Основні форми бактерій , грибів та актиноміцетів». Тема лекційного заняття 1.Вплив факторів зовнішнього середовища на мікроорганізми – 2 год. /0,055 кредит Умови зовнішнього середовища. Фізичні фактори, які впливають на життєдіяльність мікроорганізмів. Основні температурні зони: оптимум, мінімум, максимум. Фізіологічні групи мікробів: психрофіти. Мезофіли, термофіли. Середовище для мікроорганізмів кисле, нейтральне, лужне. Хімічні сполуки, хімічні фактори, дезинфікатори, сублетальні концентрації хімічних сполук за умов короткочасної експозиції тощо. Тема лекційного заняття 1.Перетворення мікроорганізмами сполук вуглецю. – 2 год. /0,055 кредит Процеси бродіння та окислення їх використання у народному господарстві. Розклад клітковини, пектинових речовин та лігніну. Роль мікроорганізмів у мінералізації та гуміфікації рослинних решток. Стійкість речовин до мікробного розкладу. Змістовий модуль 3. «Бродіння» Тема лекційного заняття 1. Мікроорганізми та атмосфера – 2 год. /0,055 кредит Що покладено в основу умовного поділу атмосфери на шари і які вони мають характеристики. Склад атмосфери. В якому стані перебувають мікроорганізми в повітрі. Фактори від яких залежить виживання мікроорганізмів у повітрі.
Тема лекційного заняття 2. Мікробний ценоз екосистеми – 2 год. /0,055 кредит Значення мікроорганізмів у біосфері. Мікроорганізми обов'язкові компонентом будь-якої екосистеми. Динамічність і гнучкість мікробного ценозу. Поняття «місце мешкання», «екологічна ніша». Тема лекційного заняття 3. Екологія водних мікроорганізмів – 1 год. /0,0275 кредит Мікробіоценози прісних водойм, морів. Роль мікроорганізмів у процесах самоочищення води. Біологічні методи очищення води. 4. Структура навчальної дисципліни Кількість годин Денна форма Заочна форма усього у тому числі усього у тому числі л п лаб інд с.р. л п лаб інд с.р. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Змістовий модуль 1. Мікроскопічні методи досліджень Тема 1. Предмет і 4 2 2 завдання мікробіології Тема 2. Морфологія 4 2 2 основних таксономічних груп мікроорганізмів Разом за змістовим 8 4 4 модулем 2 Змістовий модуль 2. Основні форми бактерій Назви змістових модулів і тем
Тема 1. Вплив факторів зовнішнього середовища на мікроорганізми Тема 2.Перетворення мікроорганізмами сполук вуглецю. Разом за змістовим модулем 2
4
2
2
4
2
2
8
4
4
Тема 1. Мікроорганізми та атмосфера Тема 2. Мікробний ценоз екосистеми
4
4
2
2
Тема 3. Екологія водних мікроорганізмів
2
1
1
Змістовий модуль 4.Бродіння 2 2
Разом за змістовим модулем 3 Усього годин Курсовий проект (робота) з__________ Усього годин
10
5
5
26
13
13
26
13
13
5. Теми семінарських занять № з/п 1
Назва теми
Кількість годин
Не передбачено робочим навчальним планом
6. Теми практичних занять № з/п 1
Назва теми
Кількість годин
Не передбачено робочим навчальним планом
7. Теми лабораторних занять
1 2 3 4 6 8
Назва теми
Кількість годин
Правила і техніка безпеки в мікробіологічній лабораторії. Світловий мікроскоп МБР-1. Препарати. Фарби. Вивчення основних форм бактерій. Морфологія актиноміцетів і цільових грибів, їх мікроскопія. Фарбування за Грамом
2
Поживні середовища та вирощування мікроорганізмів і їх приготування. Метод стерилізації поживних середовищ і посуду. Перетворення мікроорганізмами без азотистих органічних речовин. Спиртове, молочно-, малянокисле бродіння, окислення спирту в оцтову кислоту. Вивчення мікробних угрупувань у ґрунті, забруднення води та мікробіологічне забруднення повітря.
2
2 2
3
2
8. Самостійна робота під керівництвом НПП №
Назва теми
Кількість
з/п 1
годин Не передбачено робочим навчальним планом
9. Індивідуальні завдання Не передбачено робочим навчальним планом 10. Методи навчання Успіх навчання загалом залежить від внутрішньої активності студентів, від характеру їхньої діяльності, то саме характер діяльності, ступінь самостійності та творчості мають бути важливими критеріями у виборі методу. Пояснювально-ілюстративний метод. Студенти здобувають знання, слухаючи розповідь, лекцію, з навчальної або методичної літератури, через екранний посібник у "готовому" вигляді. Сприймаючи й осмислюючи факти, оцінки, висновки, вони залишаються в межах репродуктивного (відтворювального) мислення. Такий метод якнайширше застосовують для передавання значного масиву інформації. Його можна використовувати для викладення й засвоєння фактів, підходів, оцінок, висновків. Репродуктивний метод. Ідеться про застосування вивченого на основі зразка або правила. Діяльність тих, кого навчають, є алгоритмічною, тобто відповідає інструкціям, розпорядженням, правилам - в аналогічних до представленого зразка ситуаціях. Метод проблемного викладення. Використовуючи будь-які джерела й засоби, педагог, перш ніж викладати матеріал, ставить проблему, формулює пізнавальне завдання, а потім, розкриваючи систему доведень, порівнюючи погляди, різні підходи, показує спосіб розв'язання поставленого завдання. Студенти стають ніби свідками і співучасниками наукового пошуку. Частково-пошуковий, або евристичний метод. Його суть - в організації активного пошуку розв'язання висунутих педагогом (чи самостійно сформульованих) пізнавальних завдань або під керівництвом педагога, або на основі евристичних програм і вказівок. Процес мислення набуває продуктивного характеру, але його поетапно скеровує й контролює педагог або самі студенти на основі роботи над програмами (зокрема й комп'ютерними) та з навчальними посібниками. Такий метод, один з різновидів якого є евристична бесіда, - перевірений спосіб активізації мислення, спонукання до пізнання. Дослідницький метод. Після аналізу матеріалу, постановки проблем і завдань та короткого усного або письмового інструктажу ті, кого навчають, самостійно вивчають літературу, джерела, ведуть спостереження й виміри та виконують інші пошукові дії. Ініціатива, самостійність, творчий пошук виявляються в дослідницькій діяльності найповніше. Методи навчальної роботи безпосередньо переходять у методи, які імітують, а іноді й реалізують науковий пошук. Отже, розглянуто шість підходів до класифікації методів навчання, шість
11. Методи контролю Контроль знань і умінь студентів (поточний і підсумковий) з дисципліни здійснюють згідно з кредитно-модульною системою організації навчального процесу. Рейтинг студента із засвоєння дисципліни визначається за 100 бальною шкалою. Він складається з рейтингу з навчальної роботи, для оцінювання якої призначається 70 балів, і рейтингу з атестації (екзамену) – 30 балів. Критерiї оцiнки рiвня знань на лабораторних, семiнарських та практичних заняттях. На лабораторних заняттях кожен студент з кожної теми виконує iндивiдуальнi завдання. Рiвень знань оцiнюється: “відмінно” – студент дає вичерпнi, обгрунтованi, теоретично i практично вiрнi вiдповiдi не менш нiж на 90% запитань, рiшення задач та лабораторнi вправи вiрнi, демонструє знання пiдручникiв, посiбникiв, iнструкцiй, проводить узагальнення i висновки, акуратно оформляє завдання, був присутнiй на лекцiях, має конспект лекцiй чи реферати з основних тем курсу; “добре”– коли студент володiє знаннями матерiалу, але допускає незначнi помилки у формуваннi термiнiв, категорiй i розрахункiв, проте за допомогою викладача швидко орiєнтусться i знаходить правильнi вiдповiдi, був присутнiй на лекцiях, має конспект лекцiй чи реферати з основних тем курсу; “задовільно”– коли студент дає правильну вiдповiдь не менше нiж на 60% питань, або на всi запитання дає недостатньо обгрунтованi, невичерпнi вiдповiдi, допускає грубi помилки, якi виправляє за допомогою викладача. При цьому враховується наявнiсть конспекту за темою завдань та самостiйнiсть; “незадовiльно з можливiстю повторного складання” – коли студент дає правильну вiдповiдь не менше нiж на 35% питань, або на всi запитання дає необгрунтованi, невичерпнi вiдповiдi, допускає грубi помилки. Має неповний конспект лекцiй. Пiдсумкова (загальна оцiнка) курсу навчальної дисципліни. Є сумою рейтингових оцiнок (балiв), одержаних за окремi оцiнюванi форми навчальної дiяльностi: поточне та пiдсумкове тестування рiвня засвоєностi теоретичного матерiалу пiд час аудиторних занять та самостiйної роботи (модульний контроль); оцiнка (бали) за виконання лабораторних дослiджень. Пiдсумкова оцiнка виставляється пiсля повного вивчення навчальної дисциплiни, яка виводиться як сума промiжних оцiнок за змiстовнi модулi. Остаточна оцiнка рiвня знань складається з рейтингу з навчальної роботи, для оцінювання якої призначається 70 балів, і рейтингу з атестації (екзамену) – 30 балів. 12. Розподіл балів, які отримують студенти Поточний контроль Змістовий модуль 1
Змістовий модуль 2
Змістовий модуль 3
Змістовий модуль 4
0-100
0-100
0-100
0-100
Рейтинг з навчальної роботи R НР 0-70
Рейтинг з додаткової роботи R ДР
Рейтинг штрафний R ШТР
0-20
0-5
Підсумкова атестація (екзамен чи залік) 0-30
Загальна кількість балів 0-100
Примітки. 1. Відповідно до «Положення про кредитно-модульну систему навчання в НУБіП України», затвердженого ректором університету 03.04.2009 р., рейтинг студента з навчальної роботи R НР стосовно вивчення певної дисципліни визначається за формулою
RНР RШТР,
0,7· (R(1)ЗМ · К(1)ЗМ + ... + R(n)ЗМ · К(n)ЗМ ) = --------------------------------------------------------
+ RДР -
КДИС де R(1)ЗМ, … R(n)ЗМ − рейтингові оцінки змістових модулів за 100-бальною шкалою; n − кількість змістових модулів; К(1)ЗМ, … К(n)ЗМ − кількість кредитів ЕСТS, передбачених робочим навчальним планом для відповідного змістового модуля; КДИС = К(1)ЗМ + … + К(n)ЗМ − кількість кредитів ЕСТS, передбачених робочим навчальним планом для дисципліни у поточному семестрі; R ДР − рейтинг з додаткової роботи; R ШТР − рейтинг штрафний. Наведену формулу можна спростити, якщо прийняти К(1)ЗМ = …= К(n)ЗМ. Тоді вона буде мати вигляд 0,7· (R(1)ЗМ + ... + R(n)ЗМ ) RНР = ------------------------------------ + RДР - RШТР. n Рейтинг з додаткової роботи R ДР додається до R НР і не може перевищувати 20 балів. Він визначається лектором і надається студентам рішенням кафедри за виконання робіт, які не передбачені навчальним планом, але сприяють підвищенню рівня знань студентів з дисципліни. Рейтинг штрафний R ШТР не перевищує 5 балів і віднімається від R НР. Він визначається лектором і вводиться рішенням кафедри для студентів, які матеріал змістового модуля засвоїли невчасно, не дотримувалися графіка роботи, пропускали заняття тощо. 2. Згідно із зазначеним Положенням підготовка і захист курсового проекту (роботи) оцінюється за 100 бальною шкалою і далі переводиться в оцінки за національною шкалою та шкалою ECTS.
Шкала оцінювання: національна та ECTS Сума балів за всі види навчальної діяльності 90 – 100 82-89 74-81 64-73
Оцінка ECTS А В С D
Оцінка за національною шкалою для екзамену, курсового для заліку проекту (роботи), практики відмінно добре задовільно
зараховано
60-63
Е
35-59
FX
незадовільно з можливістю повторного складання
F
незадовільно з обов’язковим повторним вивченням дисципліни
0-34
не зараховано з можливістю повторного складання не зараховано з обов’язковим повторним вивченням дисципліни
13. Методичне забезпечення Науково-методичне забезпечення навчального процесу передбачає: державні стандарти освіти, навчальні плани, навчальні програми з усіх нормативних і вибіркових навчальних дисциплін; програми навчальної, виробничої та інших видів практик; підручники і навчальні посібники; інструктивно-методичні матеріали до семінарських, практичних і лабораторних занять; індивідуальні навчально-дослідні завдання; контрольні роботи; текстові та електронні варіанти тестів для поточного і підсумкового контролю, методичні матеріали для організації самостійної роботи студентів. 14. Рекомендована література Базова 1. Аристовская Т.В. Микробиология процессов почвообразования. Л.: Наука, 1980. 187 с. 2. Бабьева И.П., Чернов И.Ю. Биология дрожжей. М.: Изд-во МГУ, 1992. 94 с. 3. Бактериальная палеонтология / Отв. ред А.Ю. Розанов. М.: ПИН РАН, 4. Виноградский CH. Микробиология почвы. М.: Изд-во АН СССР, 1952. 370 с. 5. Гаузе Г.Ф., Преображенская Т.П., Свешникова М.А. и др. Определитель Голлербах М.М., Штина Э.А. Почвенные водоросли. Л.: Изд-во АН СССР, 1969. 228 с. 6. Громов Б. В., Павленко Г. В. Экология бактерий. Л.: Изд-во Л ГУ, 1989. 246 с. 7. Гусев М.В., МинееваЛ.А. Микробиология. М.: Академия, 2003. 461 с. 8. Добровольская Т.Г. Структура бактериальных сообществ почв. М.: Академкнига, 2002. 281 с. 9. Добровольский Г.В., Никитин Е.Д. Функции почв в биосфере и экосистемах. М.: Наука, 1990. 258 с. 10.Ежов Г.И. Руководство к практическим занятиям на сельскохозяйственной микробиологии. М.Высшая школа.,1981. 11.Емцев В.Т., Мишустин E.H. Микробиология. М.: Колос, 1993. 383 с. 12.Жизнь микробов в экстремальных условиях. М.: Мир, 1981. 280 с.
13.Заварзин Г.А. Лекции по природоведческой микробиологии. М.: Наука, Заварзин ГА., Колотилова H.H. Введение в природоведческую микробиологию. М.: Книжный дом «Университет», 2001. 255 с. 14.Звягинцев Д. Г. Почва и микроорганизмы. М.: Изд-во МГУ, 1987. 256 с. 15.Звягинцев Д. Г., Добровольская Т.Г., Чернов И.Ю. Принципы мониторинга микробного разнообразия экосистем. Мониторинг биоразнообразия. М.: Наука, 1997. С. 203-207. 16.Звягинцев Д.Г., Бабьева И.П., Зенова Г.М. Биология почв: Учебник. – 3-е изд., испр. и доп. – М.: Изд. МГУ, 2005 . –445 с. илл. – ( Классический университетский ученик ). 17.Зенова Г.М., Звягинцев Д.Г. Разнообразие актиномицетов в наземных экосистемах. М.: Изд-во МГУ, 2002. 132 с. 18.Іутинская Г.О. Ґрунтова мікробіологія: Навчальний посібник. – К.: Арістей, 2006. – 284 с. 19.Кафедре биологии почв МГУ им. М.В.Ломоносова — 50 лет (1953— 2003). М.: Природа, 2003. 116 с. 20.Кожевин П.А. Популяционная экология почвенных микроорганизмов. М.: Изд-во МГУ, 1989. 173 с. 21.Красильников H.A. Микроорганизмы и высшие растения. Изд-во АН СССР, 1958. 464 с. 22.Методы почвенной микробиологии и биохимии / Отв. ред. Д.Г. Звягинцев. М.: Изд-во МГУ, 1991. 308 с. 23.Мирчинк Т.Г. Николай Александрович Красильников. М.: Макс Пресс, 2001. 69 с. 24.Мирчинк Т.Г. Почвенная микология. М.: Изд-во МГУ, 1988. 219 с. 25.Новое в систематике и номенклатуре грибов. М.: Национальная академия экологии — Медицина для всех, 2003. 491 с. 26.Определитель бактерий Берджи. М.: Мир, 1997. Т. 1—2. 27. Определитель бактерій Берджи. В 2-х т. Т.2: Пер. с англ. / Под ред.. Дж. Хоулта, Н. Крига, П. Снита, Дж.Стейли, С.Уилльямса. – М.: Мир, 1997. – 368 с., ил. 28.Определитель бактерій Берджи. Под редакцией Дж. Хоулта, Н. Крига, П. Снита, Дж.Стейли, С.Уилльямса. Девятое издание. В 2-х т. Т.1: Пер. с англ. / Под ред.. акад. РАН Г.А.Заварзина – М.: Мир, 1997. – 432 с., ил. 29.Перспективы развития почвенной биологии / Отв. ред. Д.Г.Звягинцев М.: Макс Пресс, 2001. 282 с. 30.Пинкевич А.В. Микробиологія. Биология прокариотов: Учебник. В 3 т. Т. 1. – СПб.: Изд-во. С.- Петерб. ун-та, 2006 . –352 с. 31.Пинкевич А.В. Микробиологія. Биология прокариотов: Учебник. В 3 т. Т. 2. – СПб.: Изд-во. С.- Петерб. ун-та, 2007 . –331 с. 32.Пинкевич А.В. Микробиологія. Биология прокариотов: Учебник. В 3 т. Т. 2. – СПб.: Изд-во. С.- Петерб. ун-та, 2009 . –457 с. 33.Пирог Т.П.Загальна мікробіологія: Підручник - К : НУХТ, 2004.-471с.
34.Стейниер Р., Эдельберг Э., ИнгрэмДж. Мир микробов. М.: Мир, 1979. Т. 1-3. 35.Умаров М.М. Ассоциативная азотфиксация. М.: Изд-во МГУ, 1980. 133 с. Чернов Ю.И. Природная зональность и животный мир суши. М.: Мысль, 1975. 221 с. 36.Чернова Н.М., Былова Л.М. Экология. М.: Просвещение, 2004. 280 с. 37.Шлегель Г.Г. История микробиологии. М.: УРСС, 2002. 302 с. Шлегель Г.Г. Общая микробиология. М.: Мир, 1987. 567 с. Допоміжна 1. Вершигора А.Е и др. Общая микробиология - К.: Вища шк., 1988.-343 с. 2. Векірчик К.М. Практикум з мікробіології.- К. «Либідь», 2001.-142 с. Либідь, 2001.-144с. 3. Гузев В.С., Шоба С.А., Селецкий Г.И. Применение растровой электронной микроскопии в почвоведении, мелиорации и сельском хозяйстве. М.- Новочеркасск.1978. 61 с. 4. Звягинцев Д.Г. Почва и микроорганизмы. М.Изд-во МГУ. 1987. 255 с. 5. Зенова Г.М. Почвенные актиномицеты редких родов. М.Изд-во МГУ.2000. 91с. 6. Зенова Г.М., Кураков А.В. Методы определения структуры комплексов почвенных актиномицетов и грибов. М. Изд-во МГУ. 1988. 53 с. 7. Зенова Г.М., Штина Э.А. Почвенные водоросли. М. Изд-во МГУ.1990.78 с. 8. Ежов Г.И Руководство к практическим занятиям по сельхозяйственной микробиологии. - М: Висшая школа, 1981. -288 с. 9. Манучаров А.С., Самсонова В.П., Мешалкина Ю.А., Дмитриев Е.А. Математическая статистика в почвоведении. М.Изд-во МГУ. 2001. 99 с. 10.Методы почвенной микробиологии и биохимии. (Под редакцией Д.Г.Звягинцева). М. Изд-во МГУ. 1991. 302 с. 11.Скворцова И.Н. Методы идентификации и выделения почвенных бактерий рода Bacillus. М. Изд-во МГУ. 1981. 77 с. 12.Теппер Е.З., Шильникова В.К., Переверзева Г.И. Практикум по микробіологии. -М: Калос, 1987. - 199 с. 15. Інформаційні ресурси 1. www. http://eknigi.org/ 2. http://www.twirpx.com/
Національний університет біоресурсів і природокористування України Факультет Екології і сталого розвитку Освітньо-кваліфікаційний рівень Бакалавр Напрям підготовки (спеціальність) Форма навчання Семестр, курс 6 семестр, курс 3 Навчальна дисципліна Екологія біологічних систем (екологія мікроорганізмів) Затверджено на засіданні кафедри молекулярної біології, мікробіології та біобезпеки (назва кафедри) Протокол № 9 від «_14_»__травня__2013 р. Завідувач кафедри ________І.І. Кошевський (підпис) (прізвище та ініціали) Екзаменатор ____ М.І. Феделеш - Гладинець (підпис) (прізвище та ініціали) ЕКЗАМЕНАЦІЙНИЙ БІЛЕТ № № 1. Що таке мікробна популяція? 1. Антогонізм мікробних клітин 2. Сімбіоз мікробних клітин 3. Це мікробні клітини багатьох видів 4. Це сукупність мікробних клітин двох видів 5. Це сукупність мікробних клітин одного виду № 2. Запишіть формулу сполуки, яка утворюється при окисленні аміаку… № 3. Які бактерії найбільш активні перетворювачі органічних сполук фосфору: 1. Micrococcus ureae 2. Sporosarcina ureae 3. Bacillus megaterium 4. Saccharomyces cerevisiae 5. Bacillus polymyxa № 4. Як називається стерилізація в автоклаві: 1. Текучою парою 2. Кип’ятіння 3. Тиндалізація 4. Парою під тиском 5. Фільтрування
№ 5. Основна морфологічна особливість прокаріотів: 1. Багатоклітинні 2. Утворення спор 3. Відсутність ядра 4. Наявність капсули 5. Рухливість № 6. Чим відрізняються бацили від бактерій: 1. Наявністю джгутиків 2. Формою клітин 3. Утворенням ендоспор 4. Способом розмноження 5. Наявністю ядра №7. Що є первинними продуктами гідролізу білків: 1. Амінокислоти 2. Аміак 3. Поліпептиди 4. Індол 5. пептони №8. Які бактерії найбільш активно розкладають сечовину в ґрунті: 1. Sporosarcina uerae 2. Pseudomonas aeruginosa 3. Pseudomonas fluorescens 4. Васіllus pasteurii 5. Micrococcus ureae № 9. Назвіть токсичну сполуку яка утворюються при амоніфікації білків ...? № 10. Під впливом яких ферментів відбувається розклад нуклеїнових кислот: 1. Дезоксирибонуклеаза 2. Гідролаза 3. Рибонуклеаза 4. Уреаза 5. Цитохромоксидаза № 11.Сірка входить до складу амінокислот, яких? 1. Метіонін 2. Валін 3. Пролін 4. Аргінін 5. Аланін
№ 12.Відновлення сірки мікроорганізмами здійснюється до сполуки ...? № 13. Які бактерії найбільш активні перетворювачі фосфору: 6. Micrococcus ureae 7. Sporosarcina ureae 8. Bacillus megaterium 9. Saccharomyces cerevisiae 10. Bacillus polymyxa № 14. Як називається стерилізація в автоклаві: 6. Текучою парою 7. Кип’ятіння 8. Тиндалізація 9. Парою під тиском 10. Фільтрування № 15. Основна морфологічна особливість прокаріотів: 6. Багатоклітинні 7. Утворення спор 8. Відсутність ядра 9. Наявність капсули 10. Рухливість №16 Яку функцію виконують пілі бактеріальної клітини: 1. Розмноження 2. Синтез білку 3. Кон’югація 4. Каталізатор 5. Запасна речовина №17 Сірка входить до складу: 1. Тіамін 2. сірководню 3. Вітамін Д 4. Вітамін Е 5. Амінокислот №18 Сіркобактерії Desulfovibrio desulfuricans – це ....? №19 Як розташовані клітини у стрептобактерій: 1. Безсистемно 2. Поодиноко
органічних сполук
3. 4. 5.
Попарно Ланцюжком Пакетами
№20 Пастеризація – це процес, для якого підходять характеристики число: №21 До кулястих форм бактерій належать: 1. Стрептококи 2. Вібріони 3. Стафілококи 4. Тетракоки 5. Сарцини № 22 Антибіотики бактерицидної дії: 1. Призупиняють ріст бактерій 2. розчиняють клітинну стінку 3. Вбивають мікробні клітини 4. Призупиняють ріст грибів 5. Призупиняють розвиток вірусів № 23 Як називається наука про водорості ...? № 24 Що таке цитоплазма: 1. Вміст клітини 2. Речовина ядра 3. Фермент 4. Вітаміни 5. Білок № 25 Склад ядерної речовини клітини 1. Білок 2. Вуглеводи 3. Ферменти 4. Нуклеїнові кислоти 5. Вітаміни № 26 Які бактерії мають форму „ коми ”: 1. Стрептококи 2. Сарцини 3. Стафілококи 4. Спірили 5. Вібріони № 27 В яких мікроскопічних препаратах клітини живі:
1. 2. 3. 4. 5.
Фарбований мазок Роздавлена крапля” Фарбування за Грамом Фарбування спор Фарбування джгутиків
№ 28 Перетрихи – це бактерії, у яких джгутики розміщені: 1. По одному на кінцях клітини 2. Пучками з обох полюсів клітини 3. Вкрита вся поверхня клітини 4. Пучок на одному кінці клітини 5. Відсутні № 29 Найбільш відомі бактерії – продуценти антибіотиків: 1. Pseudomonas spp. 2. Azotobacter spp. 3. Penicillium spp. 4. Aspergillus spp. 5. Streptomyces spp. №30 Основна функція спор у грибів та актиноміцетів: 1. Рух 2. Розмноження 3. Передача спадковості 4. Стадія спокою 5. Захисна
НУБіП України
Ф-7.5-2.1.8-04
«Структурно-логічна схема викладання дисципліни» Екологія біологічних систем (екологія мікроорганізмів) Номер Розділ змістового дисципліни модуля І Мікроскопічн і методи досліджень. І
ІІ
Основні форми бактерій , грибів та актиноміцетів
ІІ
ІІІ
ІІІ ІІІ
Тема Форма практичного контро (лабораторного) заняття лю знань Вступ. Предмет і Правила і техніка безпеки в завдання мікробіологічній лабораторії. мікробіології Світловий мікроскоп МБР-1. Препарати. Фарби. Морфологія Вивчення основних форм основних бактерій. Морфологія Тест таксономічних груп актиноміцетів і цільових мікроорганізмів грибів, їх мікроскопія. Вплив факторів Фарбування за Грамом зовнішнього середовища на Тест мікроорганізми Тема лекції
Перетворення мікроорганізмами сполук вуглецю.
Бродіння
Поживні середовища та вирощування мікроорганізмів і їх Колоквіум приготування. Метод стерилізації поживних середовищ і посуду. Мікроорганізми та Перетворення мікроорганіз атмосфера мами безазотистих органіч них речовин. Спиртове, Тест молочно-, маслянокисле бродіння, окислення спирту в оцтову кислоту Мікробний ценоз Вивчення мікробних Тест екосистеми угрупувань в грунті Екологія водних Методи визначення мікроорганізмів забруднення води та Тест мікробіологічне забруднення повітря
НУБіП України
Ф-7.5-2.1.8-05 «Календарний план навчальних занять»
навколишнього середовища та збалансоване природокористува ння”
1
Лекції
Вступ. Предмет і завдання мікробіології
Кількість ггодин
Тижні
З дисципліни “ Екологія біологічних систем (екологія мікроорганізмів)” Факультет ”Екології і сталого розвитку” 6 семестр,3 навчальний рік 2013-2014 н.р.
2
Морфологія основних таксономічних груп мікроорганізмів 2
3
2
Вплив факторів зовнішнього середовища на мікроорганізми Перетворення мікроорганізмами сполук вуглецю.
4
5
Правила і техніка безпеки в мікробіологічній лабораторії. Світловий мікроскоп МБР-1. Препарати. Фарби. Вивчення основних форм бактерій. Морфологія актиноміцетів і цільових грибів, їх мікроскопія. Фарбування за Грамом
2
2
Мікроорганізми та атмосфера.
Лабораторні заняття
2
2
2
2 Поживні середовища та вирощування мікроорганізмів і їх приготування. Метод стерилізації поживних середовищ і посуду. Перетворення мікроорганізмами без азотистих органічних
2
2
Самостійна робота
Рух бактерій та спороутворення. Будова стінки бактеріальної клітини Фізіологія і морфологія основних таксономічних груп мікроорганізмів
Перетворення мікроорганізмами сполук заліза, фосфору. Азотфіксація та її значення для росту і розвитку рослин. Антагонізм мікроорганізмів. Роль епіфітної та ризосферної мікрофлори вищих
Кількість ггодин
КАЛЕНДАРНИЙ ПЛАН НАВЧАЛЬНИХ ЗАНЯТЬ для 6.040106 - “Екологія, охорона
ЗАТВЕРДЖУЮ: Декан факультету ___________________/___________ Рибалко Ю.В. Лектор: доц.. Феделеш-Гладинець М.І. Число тижнів 13 Лекцій 13 Лабораторні заняття 13 Самостійна робота 20 Всього 51
Кількість ггодин
Національний університет біоресурсів і природокористування України
2
2
4
4
2
5
Мікробний ценоз екосистеми
2
Екологія водних мікроорганізмів. 6
1
речовин. Спиртове, молочно-, масляно кисле бродіння, окислення спирту в оцтову кислоту. Вивчення мікробних угрупувань в грунті Методи визначення забруднення води та мікробіологічне забруднення повітря
Викладач_______________ /Феделеш-Гладинець М.І. В. о. завідувач кафедри______________ /_Кошевський І.І.
рослин в стійкості їх до хвороб.
2
1
Бактеріальні хвороби, мікробіологічні препарати . Органолептичні властивості води. Вільне і примусове осадження повітря. Кількісний і якісний склад ґрунту
2 4
НУБіП України
Ф-7.5-2.1.8-03
«Протокол погодження навчальної дисципліни з іншими дисциплінами»
Протокол погодження навчальної дисципліни Екологія біологічних систем мікробіологія (мікробіологія, екологія мікроорганізмів) з іншими дисциплінами спеціальності екологія, охорона навколишнього середовища та збалансоване природокористування Дисципліна та її розділи, що передують вивченню дисципліни ’’ Екологія біологічних систем мікробіологія” (екологія мікроорганізмів)
Прізвище, ініціали, вчена ступінь та вчене звання викладача, що забезпечує попередню дисципліну
1.Грунтознавство Розділи: типи ґрунтів та їх фізико-хімічна характеристика
2.Біофізика Розділи: оптика
3.Ботаніка Розділи: морфологія нижчих рослин
4. Вища математика Розділи: математичні розрахунки
Голова методичної ради, доцент
Підпис
Дисципліна та її розділи, в яких використовуються матеріали дисципліни „ Екологія біологічних систем мікробіологія ” (екологія мікроорганізмів)
Прізвище, ініціали, вчена ступінь та вчене звання викладача, що забезпечує наступну дисципліну
Підпис
1.Екологія біологічних Розділи: систем – вірусологія збудники хвороб рослин та тварин
1.
Біотехнологія
Розділи: біотехнологічні процеси в промисловому виробництві
3.Збалансоване природокористування 4.Основи с/г екології Розділи: живі організми і навколишнє середовище та постійні взаємодії та взаємозалежність
Рибалко Ю.В.
Тезисний конспект лекцій з дисципліни «Екологія біологічних систем (екологія мікроорганізмів)» Змістовий модуль 1. «Мікроскопічні методи досліджень». Тема лекційного заняття 1. Предмет і завдання мікробіології – 2 год./0,055 кредит Основною задачею землеробства є підвищення родючості ґрунтів, що забезпечує оптимальні умови росту, розвитку і врожаю сільськогосподарських рослин. Життя культурних рослин, вирощуваних на різних ґрунтах, тісно зв’язана з діяльністю мікроорганізмів. І тому з кожним роком зростає роль мікробіології в розвитку сільського господарства. Давно встановлений факт, що утворення ґрунтів, синтез і розкладання в них гумусу залежить від діяльності мікробів, що населяють ґрунт, звідси тісний зв’язок мікробіології з ґрунтознавством. Перші докладні зведення про мікроорганізми з,явилися наприкінці 17 ст., що дали лінійне збільшення предметів у 160-200 разів. Цей період продовжувався до 2-ї половини 18 ст. поки наш співвітчизник Мартин Тереховський не застосував у своїй роботі експериментальний метод досліджень Експериментальний період підготував роботи Луї Пастера, що зробили переворот у мікробіології, вивели її на шлях широкого розвитку і показали початок новому фізіологічному періоду. Багато зроблено в області вивчення активності мікробів у ґрунті і кореневій системі рослин, уточнення взаємин між вищими рослинами і мікроорганізмами. Існують Інститути мікробіології, а також у значній частині загальних мікробіологічних і ґрунтових інститутах організовані лабораторії ґрунтової мікробіології. У нашій країні створена і розвивається нова мікробіологічна галузь , що повинна озброювати сільське господарство новими високоякісними та високоефективними засобами інтенсифікації виробництва (бактеріальне добриво, мікробіологічні засоби захисту рослин від шкідників і хвороб, ферментні препарати). Тема лекційного заняття 2. Морфологія основних таксономічних груп мікроорганізмів – 2 год./0,055 кредит Серед основних характеристик бактеріальної клітини є їх розмір, форма, структура та розташування (угрупування). Ці характеристики складають морфологію клітин. Розмір бактеріальної клітини може бути різним, в залежності від виду бактерій, окрема клітина може бути сферичною, паличкоподібною або звитою. Важливо встановити ці види угрупувань клітин, тому, що вони є важливою таксономічною ознакою, наприклад, роду бактерій. Структури бактеріальних клітин є унікальні в світі біології. Мікроскопічна клітина плаваючи в різних сполуках здатна вибрати ті речовини які їй потрібні, а надлишок відпустити з клітини.
Гриби еукаріоти, широко розповсюджені в природі група безхлорофільних організмів - гетеротрофів. В останні роки ім. присвоєно статус самостійного світу живих істот планети. Займають трете місце після рослин і тварин Описано близько 100 тис. видів. До них відносяться мікро- і макроскопічні форми. Понад 52 тис. відомо науці видів міксоміцетів, що відрізняються між собою рівнем еволюції, таксономічним положенням та економічними особливостями. Вони входять у всі біоценози. Змістовий модуль 2. «Основні форми бактерій , грибів та актиноміцетів» Тема лекційного заняття 1. Вплив факторів зовнішнього середовища на мікроорганізми – 2 год./0,055 кредит Умови зовнішнього середовища мають велике значення в житті мікроорганізмів. До фізичних факторів , які впливають на життєдіяльність мікроорганізмів відносяться температура, вологість , світло, тиск, промениста енергія, ультразвук та інше. Мікроорганізми неоднаково реагують на температурні коливання. Сапрофіти більше пристосовані до змін температури навколишнього середовища, ніж патогенні мікроби, які паразитують в організмі живильника. Розрізняють три основні температурні зони: оптимум, мінімум, максимум. За пристосуванням до певних температур умов виділяють три фізіологічні групи мікробів: психрофільні, мезофільні, термофільні. Мікробні клітини краще гинуть у кислому середовищі ніж у нейтральному. Кисле середовище - рН-0-6, лужне 8-14, нейтральне - 7.07. Для більшості - рН близько 7. Дуже кисла і дуже лужна реакція середовища токсичні для бактерій. Хімічні сполуки по різному діють на мікроорганізми і можуть бути джерелами живлення ,забезпечують оптимальне рН споживчих середовищ і ін. На основі дії хімічних факторів на мікроби розроблено методи дезінфекції. Дезинфікаторами можуть бути луги, кислоти, феноли, формалін, хлорамін. Сублетальні концентрації хімічних сполук за умов короткочасної експозиції можуть стимулювати ріст бактерій,грибів а високі - пригнічувати ріст бактерій і вбивати їх. Мікроби виявляють неоднакову чутливість до впливу хімічних речовин. Найбільш стійкими до хімікатів та пестицидів (гербіцидів, фунгіцидів) виявились споро утворюючі бактерії і мікроскопічні гриби. Мікроорганізми в природі тісно живуть між собою один з одним у навколишньому середовищі. Взаємовідношення бувають сприятливі або симбіотичні, які приносять користь, або несприятливі , антагоністичні. Вони змінюються в результаті змін навколишнього середовища. Тема лекційного заняття 2. Перетворення мікроорганізмами сполук вуглецю – 2 год./0,055 кредит У атмосфері міститься 0.03 за об’ємом вуглецю, який має велике значення для життя рослин і тварин. розклад без азотистих органічних речовин
складається з процесів бродіння, окислення, включаючи фотосинтез зелених рослин (Тімірязєв) та хемосинтез (Виноградський). Бродіння відоме людині до відкриття мікробів. Біологічну суть процесів бродіння було доведено тільки роботами Л.Пастера, який вперше встановив, що зміни в органічному субстраті є результатом життєдіяльності мікроорганізмів. Збудник спиртового бродіння є дріжджі ; молочно - пропіоновокислого є бактерії; маслянокислого є бацили. Окислення при неповному окисленні мікроорганізмами органічних сполук накопичується цитринова, щавелєва, яблучна, янтарна, фумарова, коєва, глюконова та інші кислоти. Продуцентами згаданих метаболітів можуть бути мікроскопічні гриби. Розкладання клітковини, пектинових речовин , лігніну. Клітковина ( целюлоза)- складна органічна речовина ,що є основою клітинних оболонок рослин. Це рослинний полімер. Підраховано, що в процесі фотосинтезу біля 300.000 млн. т . вуглецю у вигляду діоксиду (СО2) щороку трансформується в різноманітні органічні сполуки вищих рослин, а з них понад третини в клітковину. Тому утворення целюлози рослинами практично невичерпне і накопичує незліченні запаси її в коморах природи. Полімеризація мономерів й створення клітковини з глюкози властиві майже виключно вищим рослинам, її деградація ,розклад до мономерів відбувається лише за допомогою мікроорганізмів. Внаслідок цього перетворення, атмосфера щороку поповнюється близько 85 млрд. т . вуглекислоти. Головним продуктом при окисленні клітковини є целобіоза. При розкладанні целюлози анаеробними целюлозоруйнуючими бактеріями продуктами розпаду є різні кислоти - оцтова, пропіонова, масляна, спирти та інші речовини. В ґрунті бродіння клітковини сприяє утворення перегною, що має велике значення для підвищення родючості. У молодих травах від 3 до 6% лігніну, а в деревині від 15 до 30%. Ніколи не зустрічається у вільному виді, він зв’язаний з полісахаридами, Лігнін, який знаходиться в рослинах різних видів, родів і сімейств рослинного царства за хімічною будовою різниться. Змістовий модуль 3. «Бродіння » Тема лекційного заняття 1. Мікроорганізми та атмосфера –2 год./0,055 кредит Атмосферу Землі умовно можна розділити на ділянки (шари) згідно з температурними мінімумом і максимумом: тропосферу, стратосферу, мезосферу й іоносферу. Від поверхні ґрунту на висоту до 16 км у тропіках, 1012 у помірних широтах і 8 км біля полюсів простягається тропосфера. В ній зосереджено майже 9/10 усієї маси атмосферного повітря, дуже розвинута турбулентність, зосереджена переважна частина водяної пари, виникають хмари, розвиваються циклони і антициклони. Ця ділянка атмосфери
характеризується зниженням температури зі збільшенням висоти. Короткохвильова сонячна радіація порівняно вільно проникає в нижні шари атмосфери, нагріваючи їх. Таким чином, температура повітря залишається найвищою біля поверхні землі і знижується зі збільшенням висоти. Зазвичай градієнт температури становить близько 0,6°С на 100 м. Зі збільшенням висоти падають барометричний тиск і щільність повітря, змінюється вологість. Стратосфера розташовується вище тропосфери, яка на відміну від тропосфери має низьку температуру, малу турбулентність, незначний вміст водяної пари, підвищений порівняно з тропосферою та іоносферою вміст озону. За стратосферою на висоті 50-80 км від поверхні землі міститься мезосфера, яка характеризується зниженою температурою у межах приблизно від 0° на нижній межі до -90°С - на верхній. Найвіддаленіший від землі шар Іоносфера, що має значний вміст атмосферних іонів і вільних електронів. Під дією ультрафіолету, рентгенівських променів, сонячної радіації і космічного випромінювання в іоносфері завжди підвищена іонізація. Атмосферні гази за вмістом у них речовин можна поділити на три категорії: ● гази, що становлять основну масу повітря (азот, кисень, аргон, вуглець). ● гази, що у повітрі займають кілька частин на мільйон (неон, гелій, метан, криптон, закис азоту); ● короткоживучі реакційно здатні продукти фотохімічних реакцій (хлор, сірководень). Її склад відносно постійний за винятком різких коливань умісту водяної пари. Таким самим у сучасній атмосфері є і співвідношення між лімітуючими для живих організмів газами — концентрацією вуглекислого газу (0,03% за об'ємом) і кисню (21%), хоча внаслідок інтенсивного розвитку промисловості концентрація С02 в атмосфері постійно зростає, змінюючи це співвідношення. У повітрі живуть різні групи мікроорганізмів - як аеробні, так і анаеробні. Серед аеробних мікроорганізмів виділяють: ● водневі, які окислюють водень киснем; ● нітрифікуючі, які окислюють відновлені сполуки азоту; ● тіонові (або сірчані), які окислюють відновлені сполуки сірки; ● метаноокиснюючі, що окислюють метан; ● карбоксидобактерії, які окислюють CO; ● залізобактерії, які окислюють сполуки двовалентного заліза.
Однак існує велика група анаеробних мікроорганізмів, які використовують інші, ніж кисень, акцептори електронів. До них належать: ● сульфатвідновлюючі, що відновлюють сірку воднем; ● метаноутворюючі, що відновлюють воднем С02; ● окисловідновлюючі, які відновлюють воднем окисли азоту. Мікроорганізми регулюють склад атмосфери відповідно до діяльності інших організмів (рослин і тварин) і навколишнього середовища. Абіотичне середовище контролює діяльність організмів, а вони в свою чергу впливають на нього. Організми постійно змінюють фізичну і хімічну природу інертних речовин, віддаючи в середовище нові сполуки і джерела енергії. Повітря атмосфери на відміну від інших елементів біосфери (ґрунту і води), не є постійним місцем мешкання мікроорганізмів, однак рівень мікробного обсіменіння повітря - один з важливих показників екологічного стану навколишнього середовища. Мікробними аерозолями - це мікроорганізми в повітрі існують у вигляді аерозолю, називають аеродисперсні системи, в яких дисперсною фазою є мікроорганізми, а дисперсним середовищем - повітря. Мікробний аерозоль може бути у повітрі в різних фазах: крапельній, крапельно-ядерній, тобто у фазі висохлих зневоднених мікробних крапель, та пиловій. Величина частинок мікробного аерозолю (дисперсність) коливається в широкому діапазоні - 1-0,01ммк. Нижня величина розмірів може бути у межах мікробної клітини. Зберігання у повітрі найдрібніших крапель у завислому стані зумовлюється швидкістю руху повітря. Життєздатність мікроорганізмів в аерозолі залежить від дії сонячної радіації, температури, вологості повітря. Тривалість осадження (седиментація) висушених крапель пилових частинок залежить від їхньої величини (дисперсності): чим більші частинки, тим швидше вони осаджуються. Із бурхливим розвитком мікробіологічного виробництва виникла проблема мікробного забруднення повітря виробничими штамами мікроорганізмів і продуктами їхнього метаболізму, що може справляти негативний вплив як на здоров'я людини, так і природні біоценози . Тема лекційного заняття 2. Мікробний ценоз екосистеми – 2 год./0,055 кредит Значення мікроорганізмів у біосфері неоціненне. Без кругообігу біогенних елементів, який можливий лише за участю мікроорганізмів, неможливе було б життя на Землі. Глобальна роль мікроорганізмів у створенні
фундаменту життя у найширшому розумінні цього слова була вперше оцінена одним із видатних натуралістів XX ст. українським ученим В. І. Вернадським у його вченні про біосферу. Із п'яти основних функцій живої речовини в біосфері, тільки транспортна відносно мало залежить від активності мікроорганізмів, хоча опосередковано через утворення летких й інших легко рухомих продуктів, вони беруть участь і в цих процесах. Енергетична та концентраційна функції властиві будь-яким живим організмам, а в деструктивній і середовище утворювальній діяльності вирішальна роль належить мікроорганізмам. Мікроорганізми є обов'язковим компонентом будь-якої екосистеми. Широке розповсюдження мікроорганізмів зумовлене їхніми малими розмірами, швидкістю розмноження, різноманітністю і гнучкістю метаболізму, стійкістю до несприятливих факторів середовища. За визначенням К. І. Андріюк, сукупність безлічі асоціацій мікроорганізмів, які заселюють ділянку середовища з більш-менш однорідними умовами (мікроклімат, вологість, умови ґрунту, якщо це ґрунт, геологічна будова і т. д.) і здійснюють трансформацію органічних і мінеральних речовин певного біоценозу, є мікробним ценозом. Виходячи з цього, екологічно значущі рівні організації мікробного ценозу як біологічної системи можна подати так: популяція — асоціація — мікробний ценоз. Термін «екологічна ніша» вперше застосував Дж. Гріннелл, коли в своїй публікації стверджував, що на одній і тій самій території не може бути двох видів, які довго займали б абсолютно ідентичну екологічну нішу. Цьому твердженню передували експерименти російського біолога М. Гаузе з парамеціями, які продемонстрували «принцип конкурентного виключення». Згідно з принципом Гаузе два види не можуть стійко існувати в обмеженому просторі, якщо ріст чисельності обох лімітовано одним і тим самим життєво важливим ресурсом, кількість і доступність якого обмежені. Це означає, що два види не можуть співіснувати, якщо вони займають одну екологічну нішу На відміну від «місця мешкання», «екологічна ніша» — це сукупність усіх факторів середовища, в межах яких можливе існування виду в природі. Поняття «екологічна ніша» включає також роль, яку відіграє організм у певній екосистемі, або, іншими словами, функцію, яку виконує організм як член спільноти видів цієї екосистеми. Здатність до виконання певної функції в екосистемі визначається всім комплексом фізіологічних і біохімічних особливостей конкретного виду. Тема лекційного заняття 3.Екологія водних мікроорганізмів 2 год./0,0275 кредит Гідросфера - водна оболонка Землі являє собою сукупність морів, озер, річок, боліт, підземних вод. Із загальної кількості води на Землі лише 2,5% припадає на прісну воду. Однак переважна більшість прісної води важкодо-
ступна: майже 70% її міститься в гірських і полярних льодовиках. В озерах та руслах річок лише 0,006% прісних вод. Важливим компонентом водної мікрофлори є фототрофні мікроорганізми Досить гарно вивчено мікрофлору озер. У багатьох озерах відбувається явище стратифікації - розташування шарів води за вертикаллю, спричинене нагріванням та охолодженням води влітку і взимку. Зазвичай нижній шар води холодніший і містить більше розчинних солей, верхній шар тепліший. Верхній шар називають епілімніон, нижній - гіполімніон, середній - металімніон. Навесні і восени, коли температура всієї водної маси вирівнюється, відбувається перемішування води. У водоймі можна знайти майже всіх представників систематичних і фізіологічних груп мікроорганізмів. їх можна розділити на алохтонні (ті, що надходять ззовні) і на автохтонні (ті, що складають власну мікрофлору екосистеми). Різні групи мікроорганізмів залежно від фізіологічних особливостей займають певні екологічні ніші. У результаті анаеробних процесів нагромаджуються різні продукти бродіння, зокрема молекулярний водень, метан, сірководень, а також вуглекислота. Ці гази у вигляді бульбашок піднімаються догори. За останнє десятиліття людина створила багато штучних водойм і водосховищ. Тепловий режим водосховища може істотно відрізнятись від режиму природних озер, що залежить від конструкції греблі. Процеси, що відбуваються при очищенні водойм від забруднювальних речовин, доволі складні і пов'язані з інтенсивною діяльністю багатьох природних факторів. Для процесів самоочищення води велике значення мають: освітленість, прозорість, проточність, змішуваність. Чим вища проточність, тим швидше відбувається самоочищення. Температура води обмежує або інтенсифікує швидкість мікробного самоочищення водойми. Зменшення швидкості метаболічних процесів у воді через зниження температури не обов'язково означає, що влітку самоочищення більше, ніж узимку. Швидкість самоочищення від органічних домішок узимку проходить швидше, ніж улітку, в результаті хімічного окиснення, оскільки в цей час у водоймі спостерігається надлишок молекулярного кисню, але самоочищення від патогенної мікрофлори за низьких швидкостей метаболічних процесів відбуваються повільно. Характеризуючи процеси самоочищення, слід ураховувати, що більшість найпростіших також є антагоністами для патогенної мікрофлори.
У світі існує велика кількість систем з біологічного аналізу і оцінки якості води. В Україні прийнято класифікацію водойм за показниками сапробності, згідно з якою водойми поділяються на чотири зони: ксеносапробна, олігосапробна, мезосапробна і полісапробна. Серед очисних споруд найбільше значення мають аеротенки і метантенки. Склад мікробних ценозів очисних установок залежить також від характеру речовин, які розкладаються.