ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ГОСУДАРСТВЕНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Методические рекомендации и контрольные работы
по дисциплине «Микробиология»
для студентов 3 курса заочного отделения
фармацевтического факультета Учебно-методическое пособие для вузов Издательско-полиграфический центр Воронежского государственного университета 2010 2 Утверждено научно-методическим советом фармацевтического факультета _ 2010 г., протокол №.
Составители: А.В. Семенихина, Т.И. Рахманова Т.Н. Попова, Научный редактор: М.Ю. Грабович, проф. кафедры биохимии и физиологии клетки биолого-почвенного факультета Воронежского государственного университета Методические указания подготовлены на кафедре медицинской биохимии и микробиологии биолого-почвенного факультета Воронежского государственного университета для студентов 3 курса заочного отделения фармацевтического факультета Воронежского государственного университета в соответствии с государственным образовательным стандартом по специальности 060108 – «Фармация».
В пособии представлена программа предмета «Микробиология», даны рекомендации по ее изучению. Пособие содержит варианты контрольных работ, требования к их содержанию и оформлению, а также вопросы для подготовки к экзамену.
Содержание Введение…………………………………………………………………….. 1. Программа………………………………………………………………... 2. Литература……………………………………………………………….. 3. Общие требования к выполнению контрольных работ……………….. 4. Контрольная работа №1…………………………………………………. 5. Контрольная работа №2…………………………………………………. Введение Основной целью изучения микробиологии и иммунологии в подготовке провизоров является приобретение студентами знаний, умений и навыков, которые позволят им на современном уровне, в соответствии с квалификационной характеристикой, выполнять профессиональные обязанности в части, касающейся микробиологических и иммунологических аспектов их деятельности. Будущий провизор должен располагать знаниями: о биологических свойствах микробов, их роли в природе и в жизни человека, о распространении в биосфере; о влиянии микробов на процесс изготовления лекарств, о применении бактерий и вирусов в биотехнологии; значении микробов в инфекционной и неинфекционной патологии человека; об иммунной системе и особенностях ее функционирования; о препаратах, обеспечивающих специфическую диагностику, терапию и профилактику инфекционных и неинфекционных заболеваний, о способах иммунокоррекции. Наряду со свойствами микроорганизмов возбудителей инфекционных болезней, предусматривается изучение вопросов, касающихся путей заражения и механизмов распространения инфекционных болезней, патогенеза и клинических проявлений, мер специфической и неспецифической профилактики и противоэпидемических мероприятий при инфекционных болезнях.
Важное место в профессиональной деятельности провизора занимают вопросы асептики, антисептики и стерилизации, хранения и контроля лекарственного сырья и готовых лекарственных средств, соблюдение правил санитарно-гигиенического и противоэпидемического режима и техники безопасности при работе с микроорганизмами.
Преподавание микробиологии осуществляется путем чтения курса лекций и проведения лабораторных занятий с контролем приобретенных знаний, практических навыков и умений (тематические планы прилагаются).
В лекциях излагаются основные сведения по темам, разделам курса, новейшие достижения и тенденции развития микробиологии, вирусологии, иммунологии.
В ходе лабораторных занятий происходит изучение культуральных, биохимических, антигенных и патогенных свойств различных микробов.
Студенты производят посевы на питательные среды, определяют чувствительность микробов к антибиотикам, учитывают и анализируют полученные результаты.
Преподавание частной микробиологии осуществляется на примерах основных представителей соответствующих групп инфекционных заболеваний по схеме: общая характеристика возбудителя, краткие сведения о вызываемом заболевании с элементами эпидемиологии, принципов специфической диагностики, этиотропного лечения, специфической профилактики.
Последовательность изучения курса микробиологии:
согласно программе и рекомендуемой литературе.
микробиологии студентами выполняются 2 контрольные работы.
закрепляют свои знания на лекциях и лабораторно-практических занятиях во время сессии.
В соответствии с утвержденным учебным планом для заочного отделения фармацевтического факультета на преподавание микробиологии выделяется следующее количество часов: лекции – 10 часов; лабораторные занятия – 16 часов. Предусмотрены две контрольные работы и экзамен в семестре.
Целью преподавания медицинской и санитарной микробиологии является изучение студентами таксономии, классификации, физиологии, генетики, экологии микроорганизмов. Значительное место уделяется асептике, антисептике, стерилизации, изучению возбудителей инфекционных заболеваний, их биологической характеристике, особенностям патогенеза и эпидемиологии, микробиологической диагностике заболеваний, а также их лечению и профилактике.
Задачей изучения микробиологии является освоение студентами конкретных теоретических знаний по указанным выше разделам дисциплины, практических навыков и умений, регламентированных указаниями центральной проблемной учебно-методической Комиссии по микробиологии.
Основные знания, умения и навыки, которыми студент должен овладеть в результате изучения дисциплины В итоге прохождения обучения микробиологии студент должен знать:
правила работы и техники безопасности в микробиологической лаборатории; методы микроскопии, используемые в микробиологии;
принципы классификации микробов, бинарную номенклатуру; структуру и химический состав микробов, функции отдельных структур;
физиолого-биохимические характеристики микробов: питание, дыхание, размножение, ферментативную активность;
влияние окружающей среды на микробы; питательные среды; методы выделения чистых культур аэробных и анаэробных бактерий, методы культивирования вирусов;
роль микроорганизмов в круговороте веществ в природе;
использование микробов в промышленности, сельском хозяйстве и биотехнологических производствах;
состав микрофлоры организма человека и е значение;
санитарно-показательные микроорганизмы воды, воздуха, почвы и их значение для санитарного состояния окружающей среды;
роль микробов в жизни растений: фитопатогенная микрофлора и е роль в порче лекарственного растительного сырья, источники и пути микробного загрязнения растительного сырья и лекарственных средств, микробиологические методы исследования качества лекарственного сырья и готовых лекарственных форм в соответствии с требованиями нормативных документов;
действие на микробы физических и химических факторов, понятия «асептика», «антисептика»; методы стерилизации и аппаратуру, механизмы действия дезинфицирующих веществ, дезинфектанты химиотерапевтические вещества, антибиотики, классификацию антибиотиков по способу получения, химической структуре, механизму и антибиотикорезистентность микроорганизмов и механизмы ее формирования;
основы генетики микробов, виды генетических рекомбинаций у бактерий и использование генетических рекомбинантов для получения вакцинных штаммов, продуцентов антибиотиков, ферментов, гормонов;
понятия «инфекция», «инфекционная болезнь», виды инфекции, роль микробов в развитии инфекционного процесса, механизмы и пути передачи возбудителя;
иммунную систему человека, неспецифические и специфические факторы защиты организма; механизм реакций иммунитета, используемых для диагностики инфекционных заболеваний, диагностические препараты;
иммунобиологические препараты, применяемые для лечения и профилактики инфекционных заболеваний: вакцины, лечебно – профилактические сыворотки, иммуномодуляторы, эубиотики, пробиотики, лечебные бактериофаги;
таксономию, морфологические и биологические свойства возбудителей инфекционных заболеваний, эпидемиологию, механизмы и пути передачи возбудителей, патогенез, основные клинические проявления и иммунитет при этих заболеваниях; принципы диагностики, неспецифическую и специфическую профилактика, препараты для лечения.
Студент должен уметь:
приготовить и окрасить микропрепараты простыми методами и методом Грамма;
сделать посев на плотные, жидкие и полужидкие питательные среды;
выделить и идентифицировать чистую культуру;
сделать посев для определения микробного числа воздуха, воды, почвы, смывы с предметов, аптечной посуды;
определять микробную чистоту различных лекарственных форм, проводить микробиологический контроль стерильности лекарственных средств;
выполнять работу в асептических условиях, дезинфицировать и стерилизовать аптечную посуду, инструменты, рабочее место и др.;
определять чувствительность бактерий к антибиотикам дискодиффузионным методом и методом серийных разведений, оценить полученные результаты;
оценить результаты реакций иммунитета, используемых для диагностики инфекционных заболеваний;
самостоятельно работать с литературой: вести поиск и превращать прочитанное в средство для решения профессиональных задач.
Определение микробиологии как науки. Бактерии, грибы, простейшие и вирусы - объекты изучения бактериологии, микологии, протозоологии и вирусологии. Особенности микроорганизмов как живых существ.
Микробиология общая и частная, медицинская, ветеринарная, сельскохозяйственная; микробиология санитарная, фармацевтическая, промышленная, экологическая. Биотехнология.
Задачи микробиологии по изучению систематики и таксономии;
морфологии, состава, строения и физиологии; генетики и экологии микробов (бактерий, вирусов, грибов, простейших); инфекции и иммунитета; разработке методов и иммунобиологических препаратов для профилактики, диагностики и лечения инфекционных заболеваний.
Связь микробиологии с общей биологией, химией, гигиеной, технологией лекарств, биотехнологией и другими науками. Роль микробиологии и использование ее достижений в прогрессе медицины.
Значение микробиологии в практической деятельности провизора.
Ранние представления о причинах возникновения заразных болезней.
Изобретение микроскопа, открытие мира микробов (А.Левенгук).
Морфологический период. Открытия Л. Пастера. Физиологический период становление и развитие микробиологии как науки. Р. Кох и значение его работ для развития медицинской бактериологии. Открытие Д.И.
Ивановским вирусов и значение этого открытия для биологии и медицины.
Иммунологический период. Открытие Л.Пастером принципа вакцинации.
Учение И.И.Мечникова о фагоцитозе как основа клеточной иммунологии.
Открытие гуморальных факторов иммунитета (П.Эрлих). Прогресс иммунологии во второй половине XX века. Молекулярно-генетический период микробиологии. Клеточная и генная инженерия, развитие биотехнологии. Микробиологическая промышленность. Химиотерапия инфекционных заболеваний.
Современные задачи микробиологии и иммунологии в снижении и ликвидации инфекционных болезней, улучшении экологических и санитарно-гигиенических условий, в создании иммунобиологических профилактических и лечебных препаратов, в развитии биотехнологии и генной инженерии, фармацевтической промышленности.
ОБЩАЯ МИКРОБИОЛОГИЯ
Положение микробов в системе живого мира и принципы их классификации. Прокариоты (архебактерии и эубактерии). Эукариоты (простейшие, грибы). Вирусы человека, бактериофаги. Вироиды. Прионы.Таксоны прокариотов: отдел, семейство, род, вид, внутривидовая дифференциация: биовар, серовар, фаговар и др.
Бинарная номенклатура микроорганизмов. Понятие о популяции, культуре, штамме и клоне микроорганизмов.
Морфология, химический состав и строение микроорганизмов.
Основные формы и размеры микробов (простейшие, грибы, бактерии, вирусы). Методы изучения в нативном и окрашенном состоянии. Методы микроскопии (световая, темнопольная, фазово контрастная, Химический состав и строение бактериальной клетки: клеточная стенка, цитоплазматическая мембрана, цитоплазма, нуклеоид, мезосомы, включения, споры, капсулы, жгутики, пили (фимбрии). Функции структурных элементов. Различия в структуре грамположительных и грамотрицательных бактерий. Значение окраски по Граму. Полиморфизм бактерий. Протопласты, сферопласты, Л-формы. Особенности строения актиномицетов и спирохет.
Морфология грибов. Морфология простейших. Отличия эукариотической клетки от прокариотической. Морфология вирусов. Структура вириона и бактериофага.
Метаболизм. Источники углерода, азота, макро- и микроэлементов, ростовых факторов. Аутотрофы и гетеротрофы. Фототрофы и хемотрофы.
Питательные среды. Механизм переноса питательных веществ в бактериальную клетку. Аэробный и анаэробный типы биологического окисления. Брожение. Ферменты бактерий, их роль в микробных клетках.
Методы изучения ферментативной активности и использование ее для идентификации микроорганизмов. Применение ферментов в биотехнологии и других областях. Ферменты вирулентности.
Рост и размножение микроорганизмов. Механизм и скорость размножения бактерий. Особенности роста и размножения бактерий в жидких и на плотных питательных средах. Колонии микроорганизмов.
Образование бактериями пигментов, токсинов, витаминов, аминокислот, полисахаридов и других веществ. Принципы выделения и идентификации чистых культур аэробных и анаэробных бактерий. Особенности роста и размножения грибов, простейших. Репродукция вирусов. Типы взаимодействия вирусов с клеткой - продуктивный, интегративный, абортивный.
Условия, необходимые для культивирования микроорганизмов.
Искусственные питательные среды: простые, сложные, синтетические, элективные, дифференциально-диагностические. Сухие питательные среды. Температурный режим. Концентрация водородных ионов (рН) и окислительно-восстановительный потенциал. Выделение чистых культур аэробных и анаэробных бактерий. Бактериальная колония. Особенности культивирования внутриклеточных микроорганизмов - риккетсий, хламидий, вирусов Культивирование вирусов в культуре клеток, в развивающихся куриных эмбрионах (РКЭ), в организме животных.
Цитопатическое действие вирусов (ЦПД).
Генетика микробов. Строение генома бактерий. Понятие о генотипе и фенотипе. Бактериальная хромосома. Особенности строения. Отличие от хромосом эукариотической клетки. Плазмиды бактерий. Строение, функции и свойства. Подвижные генетические элементы. Их виды:
вставочные последовательности, транспозоны, острова патогенности.
Роль плазмид и подвижных генетических элементов в формировании лекарственной устойчивости и повышении патогенного потенциала бактерий. Генетическая и фенотипическая изменчивость у бактерий.
Мутации. Генетические рекомбинации. Особенности генетического обмена у бактерий. Передача генетического материала: конъюгация, трансдукция, трансформация. Использование достижений генетики в разработке новых лечебно - профилактических средств и диагностических препаратов.
Микробиоценозы и их роль в составе биогеоценозов. Симбиоз. Типы взаимодействия между микроорганизмами и другими организмами:
мутуализм, комменсализм, паразитизм; синэргизм и антагонизм. Роль микробных ассоциаций в природе.
Микрофлора почвы, воды, воздуха. Роль микробов в круговороте азота, углерода, серы, фосфора, железа в природе. Санитарногигиеническое значение участия микробов в круговороте веществ в природе. Источники и пути попадания паразитических микробов в почву, воду и воздух; условия и сроки выживания. Понятие о санитарно показательных микроорганизмах. Принципы санитарно микробиологических исследований почвы, воды, воздуха.
Микрофлора тела человека. Ее роль в норме и при патологии.
Понятие о гнотобиологии. Эубиоз. Дисбактериозы. Факторы, влияющие на состав и функции микрофлоры. Препараты для восстановления микрофлоры кишечника. Понятие о пробиотиках и эубиотиках. Санитарнобактериологическое исследование смывов с рук аптечных работников, посуды и оборудования.
Фитопатогенные микроорганизмы. Эпифитная микрофлора. Роль микробов ризосферы в жизни растений. Болезни лекарственных растений, вызываемые фитопатогенными бактериями, грибами и вирусами. Роль микрофлоры в порче растительного лекарственного сырья и лекарственных средств. Источники и пути микробного загрязнения (контаминации) растительного лекарственного сырья и готовых лекарственных средств.
Значение санитарно-микробиологических исследований в оценке санитарного состояния аптечных помещений, производственных цехов, качества изготовляемых готовых лекарственных средств в соответствии с требованиями нормативных документов.
Влияние факторов окружающей среды на микроорганизм.
Влияние физических факторов: температуры, ультразвука и др.
Температурный оптимум, максимум и минимум. Термостат. Действие высокой и низкой температуры. Методы стерилизации. Контроль качества стерилизации. Лиофильное высушивание. Влияние химических факторов:
рН среды, окислителей, поверхностно-активных веществ, ионов различных металлов. Действие различных дезинфицирующих веществ, механизм и условия этого действия. Понятие об асептике и антисептике.
Влияние биологических факторов: природных антибиотиков, бактериофагов.
Основные этапы развития химиотерапии и учения об антибиотиках.
Общая характеристика химиотерапевтических препаратов.
Химиотерапевтический индекс. Основные группы антимикробных веществ. Антибиотики как разновидность химиотерапевтических препаратов. Антибиотики природные и синтетические. Классификация антибиотиков по источнику, способам получения, химической структуре, спектру, механизму и типу действия. Побочное действие антибиотиков на организм (токсическое действие, терапевтический шок, аллергия, влияние на нормальную флору организма, на иммунную систему).
Антибиотикорезистентность и антибиотикозависимость. Причины возникновения и пути преодоления.
Биологическая активность и методы ее определения. Методы изучения чувствительности микробов к антибиотикам (дискодиффузионный метод, метод серийных разведении).
Определение понятия "инфекционный процесс". Условия возникновения и развития инфекционного процесса, его проявления.
Инфекционная болезнь. Роль микроорганизма в инфекционном процессе.
Понятие о патогенных, условно - патогенных, непатогенных микробах и сапрофитах. Определение понятий "патогенность" и "вирулентность".
Факторы патогенности микробов (адгезины, токсины, ферменты, антифагоцитарные факторы и др.). Единицы измерения вирулентности (ID, LD). Способы изменения вирулентности, практическое использование.
Анатоксины, антитоксический иммунитет.
Токсины бактерий. Эндотоксины. Химический состав, свойства, механизм действия. Экзотоксины. Классификация, основные свойства, механизм действия. Основные отличия эндотоксинов и экзотоксинов.
Входные ворота возбудителей инфекции. Особенности инфекционной болезни, динамика ее развития (инкубационный, продромальный периоды, период выраженных клинических проявлений, реконвалесценция).
Виды инфекций: по происхождению - эндогенная и экзогенная; по локализации - очаговая и генерализованная, Распространение микробов и токсинов в организме (бактериемия, сепсис, септикопиемия, вирусемия, токсинемия); по длительности взаимодействия микро - и макроорганизма острая и персистирующая (хроническая, латентная, носительство).
Понятие о моноинфекции, смешанной, вторичной инфекции, о реинфекции, суперинфекции и рецидиве.
Основы эпидемиологии инфекционных болезней. Эколого эпидемиологическая классификация инфекционных болезней:
антропонозы, зоонозы, сапронозы. Источники возбудителей инфекционных болезней: люди, животные, абиотические объекты окружающей среды. Понятие о механизмах передачи возбудителей (фекально - оральный, аэрогенный, контактный, гемоконтактный, вертикальный). Спорадическая заболеваемость, внутрибольничные (госпитальные) инфекции, эпидемии, эндемии, пандемии. Влияние окружающей среды на распространение инфекционных заболеваний.
Эпидемиологическое значение носительства патогенных микробов.
Определение понятия "иммунитет". Виды иммунитета: врожденный (видовой) и приобретенный; естественный и искусственный; активный и пассивный; стерильный и нестерильный. Типы иммунитета:
антибактериальный, антитоксический, противовирусный, противогрибковый, противопаразитарный, противоопухолевый, трансплантационный и др. Иммунология и ее задачи.
Антигены. Антигенность и иммуногенность. Условия антигенности.
Источники антигенов. Полноценные и неполноценные антигены (гаптены).
Специфичность. Антигенные детерминанты. Групповые, видовые, типовые антигены. Гетерогенные антигены. Аллоантигены. Аутоантигены.
Антигенная структура некоторых бактериальных клеток: О-, К-, Нантигены. Протективные антигены. Токсины, анатоксины и ферменты как антигены. Антигенная структура вирусов. Методы получения антигенов и их практическое использование. Синтетические антигены. Антигенность лекарственных препаратов.
Общая характеристика иммунной системы и ее основные функции.
Анатомия и физиология иммунной системы. Основные формы реагирования иммунной системы.
Неспецифические механизмы защиты организма. Фагоцитоз Фагоцитирующие клетки и их классификация. Макрофаги, полиморфноядерные лейкоциты. Механизм и фазы фагоцитоза.
Завершенный и незавершенный фагоцитоз. NK-клетки. Цитотоксическое (киллерное) действие лимфоцитов. Защитные функции лихорадки, реакции среды (рН), ферментов, нормальной микрофлоры, кожи и слизистых оболочек, лимфатических узлов. Значение воспаления в борьбе с патогенными микробами. Продукция сывороточных противовирусных ингибиторов, лизоцима, интерферонов, интерлейкинов и др.
«