Метаболізм мікроорганізмів

Тип: Нормативний

Кафедра: мікробіології

Навчальний план

СеместрКредитиЗвітність
14Іспит

Лекції

СеместрК-сть годинЛекторГрупа(и)
132доцент Яворська Г. В.БЛБ - 12м, БЛБ - 11м

Практичні

СеместрК-сть годинГрупаВикладач(і)
116БЛБ - 12мдоцент Яворська Г. В.
БЛБ - 11мдоцент Яворська Г. В.

Опис курсу

“Метаболізм мікроорганізмів” є дисципліною спеціалізації для студентів І курсу магістратури денної форми навчання спеціальності 091 Біологія спеціалізації Мікробіологія. Вона містить лекційний курс, практичні заняття і самостійну роботу студентів із рекомендованою літературою. На вивчення дисципліни передбачено два змістових модулі. Предметом вивчення є метаболізм мікроорганізмів, його компоненти і регулювання. Завданнями є  сформувати у студентів систему знань щодо: загальних закономірностей організації метаболітних систем про- та еукаріотичних мікроорганізмів; особливостей транспортування поживних речовин і продуктів обміну; типів живлення прокаріот і дріжджів; принципів функціонування регуляторних ферментів та систем ферментів; способів регулювання метаболізму та функцій основних компонентів і поглибити знання студентів про: організацію та функціонування регуляторних ферментів і метаболітних систем; механізми регулювання метаболізму в різних видів мікроорганізмів. Знання студентів контролюють за якістю виконання контрольних модульних робіт, які включають зміст лекцій та самостійної роботи і роботою на практичних заняттях. Діагностують студентів поточним і підсумковим контролем, який проводять в усній і письмовій формі й оцінюють у 100 балів.

Рекомендована література

  1. Козлова І. П., Радченко О. С., Степура Л. Г., Кондратюк Т. О. Геохімічна діяльність мікроорганізмів та її прикладні аспекти: Навч. посібник. К.: Наук. думка, 2008. 528 с.
  2. Пиневич А. В. Микробиология. Биология прокариотов: Учебник. в 3 томах. Т. 1-2. (на платформы moodle: http://e-learning.lnu.edu.ua/course/view.php?id=998#section-1)
  3. Радченко О. С. Фізіолого-біохімічні властивості мікроорганізмів та методи їх визначення. Навчальний посібник. Київ: ТОВ «Аграр Медіа Груп». 2012. 211 с.
  4. Концевая, И. И. Микробиология: метаболизм бактерий. Практическое руководство для студ. биологич. спец. вузов. Гомельский гос. ун-т им. Ф. Скорины. Чернигов: Десна Полиграф, 2017. 52 с. (на платформі moodle: http://e-learning.lnu.edu.ua/course/view.php?id=998#section-1)
  5. Современная микробиология. Прокариоты: В 2-х томах / Под.ред. Й.Ленгнера, Г.Древса, Г.Шлегеля. М.: Мир, 2005.
  6. Нетрусов А. И., Котова И. Б Микробиология: учебник. М.: Издательский центр «Академия», 2006. 352 с.
  7. Марченко М. М., Копильчук Г. П. Біохімія інформаційних молекул. Чернівці: Вид-цтво Рута, 2003. 344 с.
  8. Тоцький В.М. Генетика: Підручник. Одеса: Астропринт, 2002. 712 с. (www.twirpx.com/file/1856518)
  9. Гудзь С. П., Гнатуш С. О., Яворська Г. В., Білінська І. С., Борсукевич Б. М. Практикум з мікробіології. Львів: Вид. центр ЛНУ імені Івана Франка, 2014. 436 с.
  10. Ястремська Л. С., Малиновська І. М. Загальна мікробіологія і вірусологія: навч. Посібник. К.: НАУ, 2017. 232с. (https://er.nau.edu.ua/bitstream/NAU/38706/1/%D0%97%D0%9C%D0%92_%D0%BF%D0%BE%D1%81%D1%96%D0%B1%D0%BD%D0%B8%D0%BA%20%D1%81.1-50%20%D0%97%D0%B0%D1%85%D0%B8%D1%81%D1%82.pdf) 
  11. Palsson B. O. Systems Biology. Constraint-based Reconstruction and Analysis. Cambridge University Press. 2015. 531 p.
  12. Genetics Meets Metabolomics: from Experiment to Systems Biology. Ed. by Suhre K. Springer. 2012. 318 p.
  13. The Handbook of Metabonomics and Metabolomics. Ed. by Lindon J.C., Nicholson J.K. and Holmes E. Elsevier. 2007. 561 p.

Додаткові ресурси:

http://bigg.ucsd.edu

https://ecocyc.org/

http://www.genome.jp/kegg

http://textbookofbacteriology.net/index.html

Матеріали

Теми практичних занять

Тема 1. Використання ферментів мікроорганізмів і механізмів регулювання у біотехнології і конструюванні генів

  1. Характеристика біотехнологічних процесів з використанням ферментів мікроорганізмів.
  2. Характеристика сконструйованих мікроорганізмів, які впроваджені у виробництво.
  3. Характеристика ферментів мікроорганізмів, які використовують у біотехнологічних процесах як інструмент.
  4. Характеристика ферментів мікроорганізмів, які використовують у біотехнологічних процесах як продукт.
  5. Перспективи використання ферментів мікроорганізмів як біотехнологічних об’єктів.
  6. Поняття про генну інженерію мікроорганізмів.
  7. Характеристика ферментів мікроорганізмів, які використовують у генній інженерії як інструмент.
  8. Перспективи використання ферментів мікроорганізмів у генній інженерії.
  9. Перспективи біосенсорів у біотехнологічних процесах та їхня характеристика.
  10. Проблеми створення систем з іммобілізованих мікроорганізмів.
  11. Проблеми створення систем з використанням іммобілізованих ферментів мікроорганізмів.

 

Тема 2. РНК – види, будова, функції. Роль алостеричних ферментів у регуляції метаболізму. Родини регуляторних білків та методи їхньої ідентифікації

  1. Види, будова, функції й особливості синтезу ДНК у мікроорганізмів.
  2. Види, будова, функції й особливості синтезу РНК у мікроорганізмів.
  3. Значення посттранскрипційних і посттрансляційних модифікацій для метаболітних процесів.
  4. Характеристика алостеричних ферментів мікроорганізмів.
  5. Роль алостеричних ферментів у регуляції метаболізму.
  6. Родини регуляторних білків та їхня характеристика.
  7. Методи визначення активності ферментів.
  8. Методи ідентифікації регуляторних білків (імунопреципітація, імуноферментний аналіз).
  9. Характеристика ефекторів і алостеричних ферментів (катаболітних і анаболітних).
  10. Характеристика ефекторів і алостеричних ферментів анаболітних процесів.
  11. Механізм дії алостеричних ферментів.

 

Тема 3. Метаболони мікроорганізмів. Протеоліз білків. Апоптоз у мікроорганізмів

  1. Принципи організації та функціонування метаболонів.
  2. Метаболони еукаріотних мікроорганізмів.
  3. Метаболони прокаріотів.
  4. Компартментація у прокаріот.
  5. Компартментація в еукаріот.
  6. Принципи функціонування протеасом у мікроорганізмів. Протеоліз білків у мікроорганізмів.
  7. Роль протеолізу в регулюванні метаболізму мікроорганізмів.
  8. Апоптоз у мікроорганізмів.
  9. Сигнальні системи прокаріот. Участь білків у сигнальних системах мікроорганізмів.
  10. Кворум-системи мікроорганізмів.
  11. Системи регулювання у біоплівках.

 

Тема 4. Значення транспорту молекул і йонів у клітину мікроорганізмів для живлення та механізми регулювання цих процесів

  1. Класифікації систем транспорту. Зокрема, система, запропонована П. Мітчелом.
  2. Системи активного транспорту.
  3. Транспорт іона натрію з клітини спряжений з реакцією декарбоксилування.
  4. Транспорт феруму та його регулювання у прокаріот.
  5. Транспорт феруму та його регулювання у грибів і дріжджів.
  6. Транспорт білків. Поняття про секрецію, екскрецію, експорт та транслокацію.
  7. Участь білків-шаперонів у системах транспортування.
  8. Шляхи транспорту до дріжджової вакуолі. Транспорт білків у мітохондрії.
  9. Транспорт купруму та його регулювання.
  10. Транспорт цинку, та його регулювання.
  11. Транспорт мангану і кобальту та його регулювання.

 

Тема 5. Способи отримання енергії та особливості будови дихального ланцюга у різних мікроорганізмів

  1. Етапи катаболізму цукрів у мікроорганізмів.
  2. Способи отримання енергії у прокаріот.
  3. Способи отримання енергії в еукаріот.
  4. Особливості будови дихального ланцюга у різних мікроорганізмів.
  5. Мембранні біотрансформатори та їхня характеристика.
  6. Особливості метаболізму у галобактерій.
  7. Особливості метаболізму у геліобактерій.
  8. Особливості метаболізму у метаноутворювальних бактерій.
  9. Особливості метаболізму у метилотрофів.
  10. Зворотній транспорт електронів у бактерій і його значення.
  11. Фосфагени (енергетично багаті) бактерій.

 

Тема 6. Характеристика метаболізму гетеротрофних мікроорганізмів

  1. Особливості метаболізму хемоорганогетеротрофів.
  2. Особливості метаболізму хемолітогетеротрофів.
  3. Бродіння як метаболітний процес.
  4. Неповні окиснення та їхня роль для мікроорганізмів.
  5. Особливості метаболізму фотогетеротрофів.
  6. Метаболітні системи етанолпродукувальних мікроорганізмів.
  7. Метаболітні системи молочнокислих бактерій.
  8. Метаболітні системи пропіоновокислих бактерій.
  9. Метаболітні системи ентеробактерій.
  10. Метаболітні системи маслянокислих бактерій.
  11. Значення бродіння для бактерій і людини.

 

Тема 7. Карбонова автотрофія

  1. Особливості метаболізму облігатних карбонових автотрофів.
  2. Особливості метаболізму факультативних автотрофів.
  3. Способи (шляхи, цикли) фіксування СО2.
  4. Значення автотрофії для біосфери.
  5. Квазі-фототрофія.
  6. Особливості метаболізму у метанотрофів.
  7. Спільні і відмінні риси авто- і гетеротрофів.
  8. Характеристика водневих бактерій: систематика, морфологія, цікаві факти.
  9. Особливості метаболізму у водневих бактерій.
  10. Світні бактерії: характеристика, особливості, механізми свічення.
  11. Використання компонентів системи свічення в інженерній ензимології.

 

Тема 8. Нітрогенна автотрофія

  1. Особливості метаболізму нітрогенних автотрофів.
  2. Діазотрофія у симбіонтів.
  3. Діазотрофія у фотосинтезувальних мікроорганізмів.
  4. Діазотрофія у ціанобактерій.
  5. Діазотрофія у сапрофітних прокаріот.
  6. Діазотрофія у паразитів.
  7. Значення діазотрофії для природи.
  8. Значення діазотрофії для господарської діяльності людини.

 

Критерії оцінювання доповіді: науковість, логічність викладу, обсяг (максимальна кількість балів ставиться, якщо студент раціонально використав відведений для доповіді час) і компетентність доповідача в обговорюваному питанні (оцінюють за представленим змістом і відповідями на додаткові запитання)

Навчальна програма

Завантажити навчальну програму

Силабус:

Завантажити силабус