Государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Тихоокеанский государственный медицинский университет»

Министерства здравоохранения Российской Федерации

Кафедра _____микробиологии и вирусологии_____________

УТВЕРЖДЕНО

на заседании кафедры

протокол №__8_ от «__29_»__04____2013г.

Заведующий кафедрой _Шаркова В.А.____

Методические рекомендации для студентов

к практическим занятиям №10

«Экологическая микробиология. Генетика и изменчивость микроорганизмов. Формы изменчивости, генная инженерия, практическое использование»

Модуль Общая микробиология____________________________________________

^{(наименование модуля)}

учебной дисциплины (модуля) микробиология, вирусология __________________

^{(наименование учебной дисциплины, (согласно учебному плану)}

для специальности 060101- Лечебное дело_____________________________________

(шифр-наименование специальности)

курс ______2______семестр ____4______

Составитель: ___Шаркова В.А., д.м.н.,___ профессор, заведующая кафедрой_______

(Ф.И.О., ученая степень, звание, должность)

Рецензент:_Зайцева Е.А., д.м.н.,_________

профессор кафедры____________________

(Ф.И.О., ученая степень, звание, должность)

Владивосток - 2013г.

1. Тема занятия. Экологическая микробиология. Генетика и изменчивость микроорганизмов. Формы изменчивости, генная инженерия, практическое использование.

Мотивация изучения темы. Предполагает, с одной стороны, знакомство с микробами - обитателями организма человека (нормальная микрофлора) иокружающей среды (экология), оказывающими взаимное влияние друг на друга. С другой стороны, необходимость познания наследственной основы микробов связанас формированием различных вариантов изменчивости и роли последней для медицинской науки.

Важное фундаментальное и прикладное значение имеет изучение управляемости наследственной основой микроорганизмов и вопросы генной инженерии.

2. Цели занятия.

   1. Общая цель: изучения темы направлено на формирование компетенций по ФГОС специальности (компетенции, которые формируются на данном занятии- ОК1, ПК11, ПК31, ПК32).

   2. Конкретные цели и задачи.Знакомство с экологической микробиологией, особенностями наследственности и видами изменчивости микробов, их теоретическим и практическим значением, использованием в современной медицинской науке и практике.

При этом задачами дисциплины являются:

- приобретение студентами знаний по микробиоценозам организма человека, по формам изменчивости микробов, обеспечивающих их выживание при неблагоприятных условиях, ускользание от действия химических веществ, приобретение патогенности.

- обучение студентов навыкам практического применения знаний по изменчивости бактерий,

- на основе изучения учебного материала инициировать самообразовательную деятельность студентов: формировать умение сопоставлять факты, делать выводы, развивать личностные качества, научить стремиться использовать современные достижения науки.

После изучения темы студент должен:

«Знать»- вопросыэкологической микробиологии, о составляющих микробиоценозы человека, о наследственности и формах изменчивости микробов, практическом применении в практике врача этих знаний, практическом применении методов генетики в народном хозяйстве, биологии, медицине.

«Уметь»- определить целесообразность и возможность использования генетических методов исследования в медицине, уметь использовать знания о многовариантных формах изменчивости бактерий в лечебно-профилактической деятельности (при назначении химических препаратов), оценить результаты анализа.

«Владеть»-принципами лечебно – профилактического использования генетических методов исследования, интерпретацией их результатов.

Вопросы, изученные на предшествующих дисциплинах и необходимые для

освоения темы.

1. Понятие о наследственности и изменчивости, о генотипе и фенотипе. Материальная основа наследственности(кафедра биологии).

5.Задания для самостоятельной подготовки к практическому занятию:

1. Перечень контрольных вопросов для самоконтроля знаний.

1. Экологическая микробиология. Нормальная микрофлора организма человека и окружающей среды.

2. Наследственность микробов и ее материальная основа.

3. Особенности нуклеоида бактерий.

4. Понятие о генотипе и фенотипе микробов.

5. Структура генома бактерий и прочих микроорганизмов.

6. Контроль экспрессии генов (на примере lас-оперона).

7. Виды изменчивости микробов и факторы их вызывающие.

8. Модификационная изменчивость, ее механизмы и значение.

9. Мутационный процесс: мутации, мутанты, мутагены. Классификация мутаций.

10. Диссоциация бактерий на S- иR- формы, их различие, значение.

11. Выявление ауксотрофных и антибиотико-резистентных мутантов.

12. Репарации поврежденной ДНК, механизм и значение.

13. Генетические рекомбинации у бактерий, механизмы, формы и значение.

14. Трансформация, ее основные этапы, значение.

15. Трансдукция и лизогенная конверсия.

10. Конъюгация, роль F - фактора, особенности Hfr- клеток.

11. Сходство и различия хромосом и плазмид.

10. Классификация и функции плазмид.

19. Транспозоны, строение и функции, значение.

20. Генная инженерия, ее фундаментальное и прикладное значение.

21. Практическое применение методов генетики бактерий в народном хозяйстве, биологии, медицине.

22. Полимеразная цепная реакция (ПЦР), ДНК - зонды, их применение.

23. Мутагенная активность химических соединений и физических факторов, методы их изучения.

1. Задания для СРС во внеучебное время

1. Составить список основных микробиоценозов организма человека.

2. Составить перечень основных видов микрофлоры микробиоценозов человека.

3. Классифицировать элементы генетического аппарата микробов (основной и вспомогательный).

4. Составить схему классификации форм изменчивости микробов.

5. Составить перечень мутагенов химической, биологической и физической природы.

6. Составить перечень основных достижений генной инженерии в микробиологии.

7. Составить схему полимеразная цепная реакция (ПЦР)

3. Задания для самоконтроля подготовки к практическому занятию (тесты) .

1. Материальной основой наследственности большинства микроорганизмов является:

а) ДНК

б) РНК

в) обе НК

г) иное

2. В основной генетический аппарат микроорганизмов не входит

а)ДНК б) РНК

в) плазмиды

г)лизосомы

3. Изменчивость микробов используется:

а) в диагностике

б) в оценке чувствительности к антибиотикам

в) в создании вакцин

г) во всем перечисленном

4. Способность бактерий к конъюгации связана с наличием на их поверхности:

а) жгутиков

б) фимбрий

в) пилей

г) ворсинок

5. Плазмиды – это:

а) внехромосомные генетические структуры бактерий

б) разновидность включений в цитоплазму

в)аналог плазматического ретикулума

г) все перечисленное

6.Изменеие фенотипа бактерий под влиянием условий окружающей среды – пример _____ изменчивости:

а) модификационной

б) неопределенной

в) комбинативной

г) мутационной

7.ДНК-содержащая зона клетки прокариот, не ограниченная мембранами, называется:

а) нуклеокапсидом

б) транспозоном

в) нуклеоидом

г) нуклеосомой

8. Обмен генетической информацией у бактерий через соединяющий их мостик называется:

а) трансдукцией

б) конъюгацией

в) трансформацией

г) модификацией

9. Бактерии в S - форме образуют на плотных питательных средах колонии:

а) круглые, гладкие, с ровными краями

б) шероховатые, с неровными краями;

в) зернистые

г) бугристые

10. Бактерии R-форме образуют на плотных питательных средах колонии:

а) круглые, гладкие, с ровными краями

б) шероховатые, с неровными краями;

в) все выше перечисленное

г) ни одно из указанного

5. Этапы проведения практического занятия.

№ п/п	Название этапа	Цель этапа	Время
1	2	3	4
Вводная часть занятия				5-10 %
	Организация занятия	Мобилизовать внимание студентов на данное занятие
	Определение темы, мотивации, цели, задач занятия	Раскрыть практическую значимость занятия в системе подготовки к профессиональной деятельности, сформировать мотив и, как следствие, активизировать познавательную деятельность студентов
Основная часть занятия				%
1	2	3	4
	Контроль исходных знаний, умений и навыков	Проверка готовности студентов к занятию, выявление исходного уровня знаний, умений и навыков
	Общие и индивидуальные задания на СРС в учебное время	Дифференцированное ориентирование студентов к предстоящей самостоятельной их работе
	Демонстрация методики	Показать ориентировочную основу действия (ООД)
	Управляемая СРС в учебное время	Овладение необходимыми общекультурными, профессиональными компетенциями, исходя из конкретных целей занятия
	Реализация планируемой формы занятия (семинар, практическая работа)	Контроль результатов обучения и оценка с помощью дескрипторов
	Итоговый контроль	Оценивание индивидуальных достижений студента, выявление индивидуальных и типичных ошибок и их корректировка
Заключительная часть занятия				5-10 %
	Подведение итогов занятия	Оценка деятельности студентов, определение достижения цели занятия
	Общие и индивидуальные задания на СРС во внеучебное время	Указание на самоподготовку студентов, ее содержание и характер

5. Ориентировочная основа действия (ООД) для проведения самостоятельной работы студентов в учебное время (курация, выполнение лабораторной работы и т.д.).

1. Подготовить к проверке материалы по самоподготовке (письменные ответы на вопросы домашнего задания, лекции по теме занятия).

2.Сформулировать цель занятия.

3.Контроль исходного уровня знаний.

4.Обсуждение фенотипических форм изменчивости.

5. Выполнить самостоятельное составление схем и форм мутаций. Обосновать промежуточное положение данной формы между феноипическими и генотипическими формами изменчивости.

6.Составить схему получения половых генетических рекомбинант (дизентерийные бактерииF^- - реципиент с главными селективными признаками:Lac^-,Str(r); кишечные палочкиF⁺-донор с главными селективными признакамиLac⁺,Str(s).

-обосновать, на основании выше перечисленного, результат исследования.

6. Оценить механизм генетических рекомбинаций (трансформация, генетическая половая рекомбинация (межвидовая), трансдукция с лизогенной конверсией).

7. Провести эксперимент по восстановлению (реверсии) фильтрующихся форм бактерий.

- оценить явление реверсии,

- обеспечить обеззараживание инфекционного материала.

8. Разобрать механизм полимеразной цепной реакции (ПЦР).

5. Задания для контроля уровня сформированности компетенций в учебное время.

Тестовый контроль

1. Антисмысловые мутации по другому называют:

а)нонсенс-мутации

б) молчащие мутации

в) миссенс-мутации

г) фреймшифт-мутации

2. Нарушение репликации ДНК, приводящее к изменению последовательности одного или нескольких нуклеотидов, является основной причиной возникновения______ мутации:

а) хромосомных

б) генных

в)геномных

г) обратных

3.Изменение культуральных свойств, сопровождающееся появлением R-форм, называется:

а)мутация

б) рекомбинация

в) диссоциация

г) трансформация

4. Транспозон - это фрагмент ДНК:

а) способный перемещаться из одного участка ДНК на другой или с одного репликона на другой

б) способный к автономной репликации

в) все выше перечисленное

г) ни одно из указанного

5. Способность бактерий к конъюгации детерминирована наличием:

а) F- плазмиды

б) оперона любой плазмиды

в) профага

г) хромосомной мутацией

6.Наиболее крупные фрагменты ДНК или целая хромосома передаются от клетки-донора к клетке-реципиенту в процессе:

а) трансдукции

б) конъюгации

в) трансформации

г) диссоциации

7.Передача плазмид от клетки к клетке возможна при:

а) трансдукции

б) конъюгации

в)трансформации

г) диссоциации

8. Конъюгация - это

а) перенос генетической информации от донора к реципиенту при помощи умеренного фага

б) половой процесс у бактерий, при котором в результате контакта через секс пили может происходить передача ДНК донора к реципиенту

в) один из способов рекомбинации у бактерий, при котором через окружающую среду происходит передача фрагмента генома лизированной бактерии-донора бактерией– реципиентом

г) все выше перечисленное

9. Трансдукция - это

а) перенос генетической информации от донора к реципиенту при помощи умеренного фага

б) половой процесс у бактерий, при котором в результате контакта через секс пили может происходить передача ДНК донора к реципиенту

в) один из способов рекомбинации у бактерий, при котором через окружающую среду происходит передача фрагмента генома лизированной бактерии-донора бактерией– реципиентом

г) все выше перечисленное

10. Трансформация – это

а) перенос генетической информации от донора к реципиенту при помощи умеренного фага

б) половой процесс у бактерий, при котором в результате контакта через секс пили может происходить передача ДНК донора к реципиенту

в) один из способов рекомбинации у бактерий, при котором через окружающую среду происходит передача фрагмента генома бактерии-донора бактерией– реципиентом

г) все выше перечисленное