КАБІНЕТ МІНІСТРІВ УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ БІОРЕСУРСІВ ІПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ

ННІ рослинництва, екології біотехнологій

Кафедра молекулярної біології, мікробіології та біобезпеки

МІКРОБІОЛОГІЯ З ОСНОВАМИВІРУСОЛОГІЇ

методичні вказівки щодо самостійної роботидля студентів-заочників

Напрям підготовки:6.090101 – «Агрономія»

Київ –2013

2

УДК 575.8:631.461Методичні вказівки щодо самостійної роботи студентів зосереджують

матеріали, необхідні для дисципліни «Мікробіологія з основами вірусології».Складаються із вступу, методики самостійного освоєння лекційного

матеріалу з основних одинадцяти тем, підготовки до лабораторних, написанняконтрольних робіт та питання для самоконтролю, списку рекомендованоїлітератури.

Для студентів агробіологічного факультету.

Укладачі: д.б.н., професор Кошевський І.І.,к.с.-г.н., доцент Феделеш-Гладинець М.І.

Рецензенти: к.б.н., доцент М.Б.Рубан.

НАВЧАЛЬНЕ ВИДАННЯ

«МІКРОБІОЛОГІЯ З ОСНОВАМИВІРУСОЛОГІЇ»

методичні вказівки щодо самостійної роботидля студентів- заочників

Напрям підготовки:6.090101 – «Агрономія»

Укладачі: Феделеш-Гладинець Марія ІванівнаКошевський Іван Ілліч

Відповідальний за випуск доцент М.І.Феделеш-Гладинець

Зав. Видавничого центру НУБіПУ А.П. КолесніковПідписано до друку 15.02.2013р. Формат 60´80 1/16.Ум. друк. арк. 2,2. Обл.-вид. арк. 4,3.Наклад 100 прим. Зам. №

Видавничий центр НУБіПУ.03041, Київ, вул. Героїв Оборони, 15.

3

ВСТУПУспішна практична діяльність працівників агробіологічних

спеціальностей, спрямована на підвищення родючості ґрунтів, збільшенняврожайності сільськогосподарських рослин та зниження собівартості продукції,неможлива без знання мікробіології і науки про мікроорганізми, щонадзвичайно поширені в природі і приймають активну участь В різноманітнихсільськогосподарських процесах. Мікроорганізми проводять мінералізаціюорганічних решток у ґрунті, сприяють переходу нерозчинних поживнихелемент у розчині доступні для рослин, збагачують ґрунт азотом та біологічно-активними речовинами (ферментами вітамінами, тощо). Оселяючись у великійкількості у зоні кореневої системи та на поверхні рослин, мікроорганізмивступають з останніми у багатогранні підношення. Вони поставляють ірослинам мінеральні сполуки, продукують біотичні речовини, що прискорюютьріст та розвиток рослин, розкладають кореневі виділення, чим оздоровляютьґрунти. Симбіоз бобових рослин з бульбочковими бактеріями, які фіксують азотатмосфери, забезпечують рослинам нормальне азотне живлення.

Одночасно мікроорганізми можуть викликати хвороби рослин тапригнічувати їх ріст і розвиток токсинами, які є продуктами життєдіяльностімікроорганізмів.

Біохімічна діяльність мікроорганізмів лежить в основі технологічноїпереробки сільськогосподарської продукції, силосування кормів, приготуваннята зберігання органічних добрив (гній, компости), виготовлення бактеріальнихдобрив та препаратів захисту рослин від хвороб та шкідників рослин та лісу.

Велику роль мікроорганізми відіграють у боротьбі із забрудненнямнавколишнього середовища відходами тваринницьких ферм і комплексів,нерегламентованим застосуванню мінеральних добрив та пестицидів,використанням полімерних матеріалів, тощо. Тому, створення безвідходнихтехнологій у тваринництві і рослинництві з використанням на певних ділянкахциклу мікроорганізмів, організація вирощування біомаси мікроорганізмів длябіодеградації токсичних сполук в ґрунті, воді та інші методи є засобамивирішення цієї проблеми.

Мікробіологія має надзвичайно вагоме значення у вивченні загальнобіологічних проблем.

Мікроорганізми є зручною моделлю для дослідження, явищ спадковості імінливості, бо мають велику швидкість росту і розмноження, доступністькультивування.

Вже ведеться робота по селекції необхідних сільському господарствувисокопродуктивних штамів мікроорганізмів методами генної інженерії.

Цим пояснюється, що вивчення мікробіології є необхідною, ланкою впідготовці спеціалістів для сільського та сільського господарства.

Метою курсу мікробіології з основами вірусології є оволодіннястудентами теоретичними основами мікробіології, ознайомлення знайважливішими мікробіологічними процесами, які відбуваються в ґрунті і припереробці сільськогосподарської сировини, з тим, щоб навчитисяцілеспрямовано керувати діяльністю мікроорганізмів, тобто практично

4

впливати на їх окремі групи для повнішого використання властивостеймікроорганізмів у підвищенні врожайності рослин. Крім того, студенти повиннізасвоїти цілий ряд мікробіологічних методів досліджень, які необхідні длязакріплення набутих теоретичних знань, та ознайомитися з засобамизастосування мікробіологічних препаратів.

ДЛЯ НОТАТОК____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

5

МЕТОДИКА ВИВЧЕННЯ КУРСУ МІКРОБІОЛОГІЇМікробіологія вивчається студентами заочниками наступних фахів:

- «Агрономія»;- «Агрохіміяі ґрунтознавство»;- «Плодоовочівництво та виноградарство»;- «Захист рослин»;- «Лісове та садово-паркове господарство»

Вивчення проводиться у таких формах та послідовності:1. Прослуховування настановних лекцій.2. Самостійна робота студентів. Слід ознайомитися з даними

методичними вказівками і рекомендованою літературою. Дисципліну необхідновивчати по розділах і кожен розділ і тему завершувати складанням таблиць (заприведеними у методичних вказівках зразками), написанням короткогоконспекту, який необхідно представити викладачу під час лабораторно –екзаменаційної сесії. Він допоможе визначити, наскільки повно і правильнозасвоєно матеріал, і полегшить написання контрольної роботи і підготовку дозаліків і екзаменів. Засвоєні знання слід перевіряти за питаннями длясамоперевірки, якими завершується кожна тема. Необхідно заучуватиспеціальні мікробіологічні терміни та латинські назви мікроорганізмів.

При вивченні мікробіології студенту необхідно ознайомитися ізвикористанням у господарстві, де він працює, мікробіологічних препаратів длязахисту рослин, бактеріальних добрив, стимуляторів росту рослин,біопрепаратів для кормо виробництва.

Студент повинен скласти колекцію з біопрепаратів, які використовуютьсяу господарстві. Можуть бути закваски для молочнокислих продуктів, ферменти,антибіотики, біостимулятори, бактеріальні добрива, сироватки для визначеннявірусів рослин, чисті культури мікроорганізмів, гербарій рослин,мікробіологічні препарати для захисту рослин.

Зразки треба представити на картоні або у коробочці з етикеткою, наякійвказати назву препарату, мету і засіб застосування, господарство і прізвищестудента, колекція здається викладачу у період сесії.

3. Виконання самостійної роботи з метою узагальнення вивченогостудентом учбового матеріалу, своєчасного контролю його індивідуальноїроботи та одержання необхідної консультації від кафедри.

Перевірена і допущена до захисту самостійна робота буде зарахованалише після співбесіди з викладачем і оцінюватися заліком при засвоєнніматеріалу, як тестової контрольної роботи.

Студент, що має залік по тестовій контрольній роботі, допущений долабораторно-екзаменаційної сесії.

4. Під час лабораторно – екзаменаційної сесії студенти слухають курслекцій, розрахований на студентів, що засвоїли теоретичний матеріал, тавиконують лабораторні роботи.

6

Лабораторні заняття допоможуть студентам оволодіти мікроскопією,вивчити певні питання морфології, фізіології мікроорганізмів, їх роль, уголовних ґрунтових процесах і взаємовідносини між мікроорганізмами,ознайомитися з мікробіологічними препаратами.

Остаточно знання студентів – заочників, які оволоділи теоретичнимматеріалом, якісно виконали тестову контрольну роботу і відпрацювалилабораторні заняття, перевіряються при здачі ними заліків та екзаменів.

7

РОЗДІЛ І. ОСНОВИ ЗАГАЛЬНОЇ МІКРОБІОЛОГІЇУ цій частині курсу висвітлюються основи загальної морфології та

фізіології різних груп мікроорганізмів, характеристика основних життєвихпроцесів, які відбуваються в клітинах мікроорганізмів (живлення дихання),поширення мікроорганізмів в природі та умови їх існування.

При вивченні цього матеріалу слід звернути особливу увагу на процесижиття мікробів та умови їх розвитку для того, щоб зрозуміти рольмікроорганізмів у процесах мінералізації органічних речовин в природі. Требадобре засвоїти вплив різних зовнішніх умов на життєдіяльність мікробів, томущо зміною умов можна регулювати інтенсивність мікробіологічних процесів упрактиці сільського господарства.

1. Предмет та історія – мікробіології, об’єкти, завданняЦей матеріал знайомить студентів з предметом мікробіології – світом

мікроскопічних живих істот та методами їх вивчення.Мікроорганізми дуже різноманітні, серед них є бактерії, актиноміцети,

гриби, водорості, найпростіші, віруси, фаги, мікоплазми, рикетсії. Слід засвоїтиматеріал про поширення і роль мікроорганізмів у природі, їх значення длярізних галузей народного господарства, охорони навколишнього середовища.

Необхідно одержати знання з історії розвитку мікробіології, описовий,експериментальний та фізіолого-біохімічний періоди в становленні цієї науки,роль вітчизняних вчених у вивченні найважливіших проблем мікробіології(роботи Тереховського, Ценковського, Мечникова, Іванівського, Гамалеї,Виноградарського та ін.) про зв'язок її з іншими науками та завдання, які стоятьперед цією наукою на сучасному етапі розвитку людства.ЛІТЕРАТУРА: Л-1, Л-2, Л-5.

Запитання для самоперевірки1. Завдання мікробіології на сучасному етапі розвитку людства.2. Зв'язок мікробіології з іншими науками.3. Значення мікробіології для лісового господарства, практичної діяльності

лісника.4. Основні етапи розвитку мікробіології роботи Левенгука, Тереховського,

Пастера, Мечникова, та ін.5. Предмет та завдання мікробіології.6. Роль вітчизняних вчених в розвитку мікробіології7. Роль мікробіології в охороні навколишнього середовища.8. Роль мікроорганізмів у природі та сільськогосподарському виробництві.

2. Мікроорганізми, їх класифікація, будова та розмноженняВивчення цього розділу дає поняття про найбільш важливі групи

мікроорганізмів – бактерії, актиноміцети, гриби і водорості, найпростіші тавіруси і фаги.

8

Мікроорганізмам властиві мікроскопічні розміри, швидкість розмноження таоднотипна техніка вивчення та вирощування.

За будовою клітини мікроорганізми поділяються на еукаріоти іпрокаріоти. Вкажіть, до якої групи відносяться мікроорганізми згідно з їхморфологічними ознаками (табл. 1).

Таблиця 1

Мікроорганізми Еукаріоти Прокаріоти Ядро Нуклеоїд Мітохондріїта інші

БактеріїАктиноміцетиДріжджіПлісняві грибиВодоростіМікоплазми

Серед прокаріотних мікроорганізмів бактерії та актиноміцети єнайчисельнішими групами. Студенти повинні добре знати будову бактеріальноїклітини, різницю в будові клітинної стінки в грампозитивних таграмнегативних бактерій.

За формою клітин бактерії поділяються на декілька груп. Замалюйтепредставників кулястих, паличкоподібних та інших бактерій, вкажіть їх назви(табл. 2).

Таблиця 2Кулясті Паличкоподібні Звиті

Назва Малюнок Назва Малюнок Назва Малюнок123456

Рисунок 1

9

Необхідно знати біологічну суть спороутворення у бактерій та грибів, одержатиуявлення про рух бактерій.Замалюйте.

Рисунок 2

Монотрихи Лофотрихи Амфітрихи Перитрихи

Актиноміцети за морфологією наближаються до грибів, але не маютьсправжнього ядра. Як і всі прокаріоти. Замалюйте актиноміцети.

Рисунок 3

Гіфи актиноміцетКлітинну будову мають і мікоплазми, але їх організація більш проста, ніж

у справжніх бактерій. Слід знати їх морфологію і відміни відвнутрішньоклітинних паразитів – рикетсій та хламідій.

Гриби є еукаріотами. Необхідно вивчити їх морфологічні ознаки, способирозмноження, основи систематики. Замалюйте найбільш поширені у ґрунтігриби і вкажіть, які з них одноклітинні, які – багатоклітинні, дайте назву класу іроду.

Рисунок 4

Слід засвоїти теми про розмноження мікроорганізмів і записати основнідані у табл. 3.

10

Таблиця 3Мікроорганізми Спосіб розмноження

Справжні бактеріїАктиноміцетиДріжджіПлісняві грибиВодоростіРикетсії

Вивчаючи мікроорганізми неклітинної структури царства Vira (віруси,фаги), зверніть увагу на їх фізико – хімічні і біологічні властивості, які маютьвелике значення в житті людини. Проаналізуйте різницю між ДНК – геномнимита РНК – геномними вірусами. Ознайомтесь з методами культивування вірусів іфагів, з механізмом їх проникнення у організм і репродукцією у клітинах.

Після вивчення морфології мікроорганізмів треба засвоїти основні даніпро систематику бактерій та принципи класифікації мікробів у світлі сучаснихданих.

Таблиця 4Загальна фізіологія мікроорганізмів

Джерело вуглецю Джерело енергії Тип живлення (назва мікроорганізмів)СО2 СвітлоМінеральні сполуки С(СО2, карбонати) Хемосинтез

Органічні сполуки С Перетворенняорганічних сполук

Органічні сполуки С СвітлоЛІТЕРАТУРА: Л-1, Л-2, Л-3, Л-5.

Запитання для самоперевірки1. Біологічна суть спороутворення у бактерій.2. Будова бактеріальної клітини.3. Морфологія актиноміцетів, їх роль у сільському господарстві.4. Морфологія дріжджових грибів, їх використання в народному

господарстві.5. Морфологія пліснявих грибів, їх поширення та роль у ґрунті.6. Основні групи мікроорганізмів та їх коротка характеристика.7. Основні форми та розміри бактерій.8. Принципи класифікації мікробів, їх місце в системі живих істот.9. Принципи систематики бактерій.10.Розмноження бактерій.11.Рух бактерій.12.Спори у мікроорганізмів та їх значення у бацил, актиноміцетів та грибів.13.Характеристика вірусів та фагів, їх значення в житті людини та роль в

сільському господарстві.

11

3. Живлення мікроорганізмівВсі життєві процеси у мікроорганізмів відбуваються та допомогою

ферментів, тому слід спочатку вивчити матеріал про хімічну природу, суть діїта класифікацію ферментів мікробної клітини.

Хімічний склад клітини мікроорганізмів обумовлює необхідність того чиіншого елементу для їх живлення. Слід звернути увагу на те, що різні групимікроорганізмів можуть використовувати для свого живлення різні джерелавуглецю та азоту, зольних елементів та мікроелементів.

Студенти повинні чітко уяснити механізм надходження поживнихречовин в мікробну клітину, дати визначення явища хемосинтезу тафотосинтезу при засвоєнні мікроорганізмами мінеральних джерел вуглецю.

Мікроорганізми мають різноманітні типи живлення в залежності відджерела вуглецю і енергії для його засвоєння. Мікроорганізми, яківикористовують мінеральні сполуки вуглецю, називають автотрофними аболітотрофними. В залежності від джерела енергії і де група поділяється нафотолітотрофи (фотоавтотрофи), які використовують енергію світла, тахемолітотрофи (хемоавтотрофи), які використовують енергію окисленнянеорганічних сполук. Мікроорганізми, які живляться органічними сполукамивуглецю і використовують енергію розкладу органічних речовин, називаютьсягетеротрофними або хемоорганотрофними. Хемоорганотрофи поділяються насапрофіти, що живляться органічними сполуками мертвих решток, і паразитів,які використовують органічні сполуки живих організмів. Щоб закріпити набутізнання, заповніть таблицю.

3.1. Дихання мікроорганізмівОдержані мікроорганізмами поживні речовини перепорюються в складні

сполуки мікробної клітини з використанням енергії, яка вивільняється впроцесах дихання.

Дихання мікроорганізмів відрізняється цілим рядом особливостей:неповне окислення дихального субстрату деякими мікроорганізмами,Використання одним родом бактерій багатьох дихальних субстратів (рідPseudomonas використовує 80 сполук, від вуглеводів до парафінів),і хемосинтезу багатьох груп мікроорганізмів, нарешті, дихання анаеробів, при відсутностівільного кисню.

Дихання – це окисно-відновний процес, який супроводжуєтьсявиділенням енергії, що акумулюється у формі сполук з макроенергічнимифосфатними зв'язками – аденозинтрифосфат (АТФ), аденозиндифосфат (АДФ),цитозинтрифосфат (ЦТФ) та ін.

Студентам треба знати особливості і хімізм аеробного та анаеробноготипів дихання у мікроорганізмів, роль ферментів при різних типах дихання. Длязакріплення засвоєного матеріалу заповніть таблицю 5.

Таблиця 5Характеристики процесу Тип дихання

Набір дихальних ферментів обмежений дегідрогеназамиНабір дихальних ферментів широкий

12

Акцептором водню є вільний кисеньАкцептором водню є сполуки з ненасиченими зв’язкамиАкцептором водню є зв’язаний кисеньКінцевими продуктами є СО2 і Н2ОКінцевими продуктами є складні органічні сполуки(кислоти, спирти, ін.)Вихід енергії незначнийВихід енергії високий

Слід звернути увагу виділення тепла, що утворюється при диханнімікроорганізмів і значення цього процесу у лісовому господарстві.ЛІТЕРАТУРА: Л-1, Л-2, Л-5.

Запитання для самоперевірки1. З яких сполук мікроорганізми можуть засвоювати потрібний їм вуглець,

азот і зольні елементи.2. Значення процесу дихання для мікробної клітини3. Термогенез і його наслідки.4. Ферменти мікроорганізмів, їх характеристика, класифікація, значення.5. Характеристика автотрофних мікроорганізмів.6. Характеристика і гетеротрофних мікроорганізмів. Сапрофіти та паразити.7. Характеристика процесів живлення у мікроорганізмів.8. Хемосинтез та фотосинтез у мікроорганізмів.9. Хімізм аеробного дихання у мікроорганізмів10.Хімізм анаеробного дихання у мікроорганізмів.11.Хімічний склад мікробної клітини.12.Що таке метаболізм, анаболізм і катаболізм?13.Як використовується в сільському господарстві нагромадження

мікроорганізмами теплової енергії?14.Які ферменти приймають участь у процесах дихання?

4. Вплив факторів середовища на мікроорганізмиВивчення цього розділу особливо важливе для ціле направленого

керування мікробіологічними процесами в сільськогосподарськомувиробництві. Мікроорганізми в процесі свого розвитку перебувають в постійнійвзаємодії з навколишнім середовищем, його фізичними, хімічними табіологічними факторами. Ці фактори за певних умов можуть стимулювати абопригнічували розвиток мікроорганізмів.

Вкажіть, до якої групи (фізичні, хімічні, біологічні) належать вказані утаблиці 6, фактори, їх межі впливу на мікроорганізми.

Таблиця 6Фактор Оптимальне значення Який фактор?

ВологаТемператураПсихрофітиМезофіли

13

ТермофілирН: бактеріїАктиноміцетиГрибиОсмотичний тискАнтибіотики

Необхідно запам'ятати, які адаптивні властивості до дії умовжиттєдіяльності мають мікроорганізми (утворення спор, капсул, підвищеннябіохімічної активності тощо).

При вивченні дії різних факторів на мікроорганізми необхідно звертатиувагу на їх практичне використання при збереженні та консервуванні різких,харчових продуктів та кормів, для стерилізації і дезінфекції, для направленоїзміни певних властивостей мікроорганізмів з метою одержання біопрепаратів.

Особливу увагу слід приділити дії біологічних факторів (антибіотики,фітонциди, бактеріофаги, актинофаги) значенню взаємовідношеннямікроорганізмів між собою, а також з рослинами, тваринами і людиною тавикористанню в практиці людини.

Студентам треба встановити, як застосовується вплив факторівзовнішнього середовища на мікроорганізми в господарстві, де вони працюють,як використовуються в господарстві антибіотики, ростові речовини, тощо.ЛІТЕРАТУРА: Л-1, Л-4, Л-5.

Запитання для самоперевірки1. Використання фізичних факторів зовнішнього середовища у практиці

людний.2. На які групи діляться мікроорганізми по відношенню до температури і

характеристика цих груп.3. Практичне використання хімічних факторів зовнішнього середовища.4. Прийоми пастеризації та стерилізації і суть їх впливу на мікроорганізми5. Характеристика біологічних факторів зовнішнього середовища.6. Характеристика фізичних факторів. Їх вплив на мікроорганізми.7. Характеристика хімічних факторів і їх дія на мікроорганізми.

5. Взаємовідношення мікроорганізмів між собою та іншими істотамиМіж мікроорганізмами в ґрунті та інших субстратах, на поверхні рослин,

в організмах тварин і людей існують складні і різноманітні взаємозв’язки. Слідчітко розібратися у суті таких, явищ, як симбіоз, метабіоз, антагонізм,паразитизм. Необхідно мати поняття про антибіотики і фітонциди, ступень їхдії на мікробні клітини (статичний, цидний, літичний) і їх використання.

Студенти повинні одержати знання про паразитизм мікроорганізмів повідношенню до рослин, ознайомитися з принципами серологічних методів,уявити дію і виготовлення вакцин та сироваток.

14

Запитання для самоперевірки1. Антагонізм, його суть, приклади антагонізму серед мікроорганізмів.2. Антибіотики, їх використання в практиці людини.3. Використання антагонізму мікроорганізмами в сільському господарстві4. Метабіоз, його суть, приклади метабіозу серед мікроорганізмів.5. Паразитизм. Хижацтво їх суть і приклади таких стосунків між

мікроорганізмами і вищими рослинами. Значений для рослинництва.6. Симбіоз, його суть, приклади симбіозу серед мікроорганізмів.7. Фітонциди їх властивості, практичне використання.8. Що розуміють під статичною, цидною і літичною дією антибіотиків?

6. Перетворення мікроорганізмами вуглецевих сполукПеретворення без азотистих речовин у природі має виключно важливе

значення для зелених росини і носить ясно виражений біохімічний характер.Наявна в просторі вуглекислота переводиться зеленими рослинами в

процесі фотосинтезу у різноманітні органічні сполуки, що є основою дляіснування тварин і людини. Для того, щоб рослина могла безперебійнопрацювати, потрібно, щоб органічні речовини заново піддавалися процесовірозкладу з виділенням вуглекислоти в атмосферу.

На 90% цей процес здійснюється мікроорганізмами. Розклад органічнихсполук на більш прості і доступні для живлення рослин відбувається завдякивзаємообумовленій дії багатьох мікроорганізмів, які виділяються в окреміспецифічні групи.

У цьому розділі подаються основні види перетворень вуглецевих сполукв анаеробних і аеробних умовах та характеристиках збудників цих процесів.Під впливом мікробних ферментів складні органічні сполуки в аеробнихумовах розщеплюються на СО2 і Н2О, а в анаеробних умовах перетворюються врізні органічні кислоти, спирти та інші сполуки.

Особливу увагу слід звернути на аеробне і анаеробне перетворенняклітковини в ґрунті, тому що ця речовина становить близько 50% сухої вагивсіх рослинних решток, на методи регулювання цих процесів в ґрунті і призберіганні гною.

Необхідно ознайомитись з практичним використанням мікробногорозкладу вуглеводів – процесами бродіння (спиртове, молочнокисле,маслянокисле), окислення етилового спирту в оцтову кислоту; розкладупектинових речовин. Для кожного з цих процесів слід знати збудників, хімізмпроцесу, вихідні і кінцеві продукти та практичне використання в народномугосподарстві. Заповніть таблицю 7.

Таблиця 7

ПроцесУмови

(анаеробні,аеробні)

Вихідніпродукти

Кінцевіпродукти Ферменти

Назвизбудників процесу

Спиртове бродінняМолочнокисле бродінняМаслянокисле бродіння

15

Бродіння клітковиниОкислення клітковиниБродіння пектиновихречовинОкислення пектиновихречовинОкислення етилового спиртув оцтову кислотуОкислення вуглецю

ЛІТЕРАТУРА: Л-1, Л-2, Л-5.

Запитання для самоперевірки1. Анаеробний процес розкладу клітковини, хімізм та значення цього

процесу.2. Бродіння пектинових речовин, його збудники, хімізм т використання в

сільському господарстві.3. Використання молочнокислого бродіння в молочній справі, при

силосуванні кормів та квашенні городини.4. Збудники, хімізм та значення аеробного рот кладу клітковини.5. Значення процесів перетворення мікроорганізмами вуглецевих сполук

для кругообігу вуглецю у природі.6. Молочнокисле бродіння та характеристика молочнокислих бактерій.7. Окислення вуглеводнів, збудники, використання біосинтезу білку.8. Спиртове бродіння, його збудники, хімізм та використання в народному

господарстві.9. Характеристика окислення етилового спирту в оцтову кислоту та його

практичне використання.10.Хімізм молочнокислого бродіння.11.Які мікроорганізми викликають маслянокисле бродіння, його хімізм та

значення?

7. Перетворення мікроорганізмами сполук азотуВсі питання цього розділу мають виробниче значення і повинні бути

ретельно пророблені. Студентам необхідно чітко знати роль мікроорганізмів вкругообігу азоту в природі та ґрунті.

Біологічний цикл азоту складається з чотирьох етапів – амоніфікації,нітрифікації, денітрифікації і азотфіксації.

Важливе значення мають промеси амоніфікації або мінералізації білковихсполук та сечовини з утворенням аміаку. Внаслідок цього процесу недоступнідля живлення рослин органічні сполуки азоту переходять у мінеральні форми.Треба ознайомитись з характеристикою амоніфікуючих мікроорганізмів, знатизасоби регуляції процесу амоніфікації в ґрунті і при збереженні гною. Особливуувагу агронома привертає явище іммобілізації азоту в ґрунті, яке виникає приширокому співвідношенні С:N в органічних рештках, що потрапляють у ґрунт.Необхідно знати методи, що регулюють цей процес.

16

У процесі нітрифікації аміак поступово окислюється до азотистої, а потімдо азотної кислот. В ґрунті утворюються солі азотної кислоти – нітрати абоселітри, які є найкращими для живлення рослин сполуками азоту. Звернітьувагу на роботи Виноградського, який вивчав фізіологію нітрифікуючихбактерій.

Студенти повинні з’ясувати, що в ґрунті, особливо важкого механічногоскладу, може інтенсивно проходити денітрифікація – процес відновленнянітратів, що призводить до зменшення і кількості азоту в ґрунті.

Особливу увагу необхідно звернути на процес азотфіксації та рольмікроб-азотфіксаторів у азотному балансі ґрунтів. Мікроорганізми, щофіксують молекулярний азот атмосфери поділяються на дві групи:вільноживучі аеробні та анаеробні азотфіксатори (азотобактер, азотомонас,ціанобактерії, клостридії) і симбіотичні азотфіксатори, що живуть у симбіозі зірослинами (бульбочкові бактерії, актиноміцети та інші).

Широке застосування в сівозмінах бобових рослин, в симбіозі з якимифіксують молекулярний азот бульбочкові бактерії, та створення умов длярозвитку вільноживучих азотфіксаторів дає можливість одержувати добріврожаї сільськогосподарських культур на ґрунтах, бідних на азот.

При вивченні матеріалу цього розділу важливо чітко визначити умови,при яких відбувається найбільш енергійна діяльність мікроорганізмів, що маєвелике значення гри проведенні агротехнічних заходів. Так, наприклад,залежаний ґрунт з поганою аерацією при удобренні селітрою може дати значнівтрати азоту завдяки процесам денітрифікації. В добре провітрюваних ґрунтахбудуть проходити процеси нітрифікації і нагромадженням нітратів та процесиазотфіксації. Заповніть таблицю 8.

Таблиця 8Процес Вихідні

сполукиКінцевісполуки Фермент Мікроорганізми, що

викликають процесАмоніфікація білківАмоніфікація сечовиниНітрифікація1 фаза2 фазаДенітрифікаціяАзотфіксація

ЛІТЕРАТУРА: Л-1, Л-2, Л-5, Л-6.

Запитання для самоперевірки1. Амоніфікація білкових речовин. Характеристика мікроорганізмів, то

викликають амоніфікацію білків.2. Біологічна фіксація молекулярного азоту та її значення в землеробстві.3. Значення нітрифікації для сільськогосподарського виробництва.4. Мобілізація і мобілізація азоту, значення цього процесу для землеробства.5. Особливості мікроорганізмів, їх участь у процесах денітрифікації.6. При якому відношенні вуглецю і азоту відбувається нагромадження

аміаку в ґрунті?

17

7. Характеристика бактерій, що приймають участь в процесах нітрифікації.8. Характеристика вільноживучих аеробних та анаеробних азотфіксаторів.9. Характеристика процесу денітрифікації. пряма і непряма денітрифікація.10.Характеристика симбіотичних азотфіксаторів. Особливості бульбочкових

бактерій.11.Хімізм біологічної фіксації молекулярного азоту.12.Що таке амоніфікація? Кінцевий продукт цього процесу.13.Що таке процес нітрифікації? Роботи С.М. Виноградського.14.Як проходять процеси перетворення сечовини і ціанаміду кальцію та які

мікроорганізми приймають участь й цих процесах?15.Які агротехнічні заходи пригнічують процес денітрифікації?

8. Перетворення мікроорганізмами сполук сірки, заліза та іншихелементів

В цьому розділі висвітлюється роль мікроорганізмів у перетворенні вґрунті органічних сполук у мінеральні, в розчиненні малодоступних для рослинмінеральних речовин у більш розчинні, рухомі форми. Внаслідок цієї роботимікроорганізмів ґрунт збагачується на поживні речовини.

Окислення мікробами сірководню, захисних сполук заліза та іншихелементів знижує токсичність ґрунту.

Студентам треба знати умови, в яких перетворення сполук сірки,фосфору, заліза та інших елементів відбувається найбільш інтенсивно

Слід запам'ятати також обставини, при яких можливе біологічнезакріплення фосфору та інших елементів у ґрунті, і знати заходи позабезпеченню рослин в цей період поживними речовинами.

ЛІТЕРАТУРА: Л-1, Л-2, Л-6.

Запитання для самоперевірки1. Біологічне закріплення фосфору в ґрунті.2. Мікроорганізми, що приймають участь в утворенні сірководню, їх

характеристика.3. Мобілізація фосфорної кислоти, участь мікроорганізмів у цьому процесі4. Перетворення заліза та марганцю в ґрунті під впливом залізобактерій.5. Процеси сульфофікації і їх значення в землеробстві.6. Роль мікроорганізмів у звільненні фосфорної кислоти з органічних

сполук.7. Сіркобактерії і тіонові бактерії їх характеристика.8. Утворення сірководню при гнитті білкових речовин та в процесі

десульфофікатів.

9. Синтез мікроорганізмами білку та біологічно активних речовинМікробіологічна промисловість України надає народному господарству

речовини, які необхідні сільському господарству, переробній і харчовійпромисловості, медицині, ветеринарії та ін.

18

Шляхом мікробного синтезу одержання кормового білку, амінокислот,вітамінів, ферментів, ростових речовини (гібереліни, гетероауксини та ін.),гормональні речовини та інші фізіологічно активні сполуки,

Студентам слід ознайомитись з мікроорганізмами, які синтезуютькормовий білок, амінокислоти (лізин, глютамінова кислота та ін.), вітаміни,ферменти; знати, яку дешеву сировину використовують для біосинтезу цихречовин.

Велику увагу необхідно приділити вивченню мікробів, що продукуютьантибіотики, знати природу антибіотиків і їх дію на мікробні клітини.

Серед продуктів життєдіяльності мікроорганізмів є і токсичні речовини,які викликають тяжкі отруєння у людей і тварин. Слід знати умови, щосприяють появі токсинів у їжі та кормах.

Запитання для самоперевірки1. Біосинтез кормового білку та амінокислот.2. Мікробні токсини. Методи запобігання мікотоксикозів.3. Ростові речовини. Мікроорганізми, що їх продукують. Значення для

рослинництва.4. Синтез мікроорганізмами вітамінів і ферментів.5. Характеристика мікроорганізмів, що продукують антибіотики. їх

значення.6. Які мікроорганізми продукують кормовий білок, лізин та інші

амінокислоти?

10. Генетика та селекція мікроорганізмівМікроорганізми, як і всі живі істоти, мають спадковість і мінливість. У

прокаріот ядерна структура – нуклеоїд, вважається однією гаплоїдноюхромосомою, що забезпечує спадковість клітин. Слід знати, що являють собоюнуклеїнові кислоти – ДНК і РНК, ї роль кожної кислоти у клітині.

Зверніть увагу на нехромосомні фактори спадковості у бактерій плазмідита їх роль у клітині.

Генетичну конструкцію організму, яка являє собою геном або генотип-сукупність генів Фенотип – це сукупність ознак організмів, що проявляються упевних умовах існування.

Мінливість у мікроорганізмів є неспадковою (модифікація),фенотипічною та спадковою, генотиповою. Спадкова мінливість поділяється намутації і рекомбінації.

Необхідно мати уявлення про виникнення мутацій, мутагенні фактори іхарактеристику мутагенів. Рекомбінації представлені трансформацією (діячасточки ДНК другої бактерії), трансдукцією (часточка ДНК від однієї клітинипередається іншій латентним фагом) і кон'югацією (обмін ДНК при статевомупроцесі).

Селекція необхідних народному господарству практично ціннихактивним штамів мікроорганізмів базується на спадковій мінливості клітин.Цілеспрямовані індуковані мутації і рекомбінації дають змогу одержати

19

високопродуктивні клітини- продуценти антибіотиків, ферментів, амінокислот,органічних кислот і спиртів та інших речовин

Запитання для самоперевірки1. Генетичний апарат у прокаріот.2. Спадковість мікроорганізмі». Генотип і фенотип мікробної клітини.3. Неспадкова і спадкова мінливість мікроорганізмів.4. Мутації, мутанти» мутагенні фактори.5. Рекомбінації. Характеристика трансформації, трансдукції і кон'югації.6. Методи селекції цінних форм мікроорганізмів.

20

РОЗДІЛ II. ОСНОВИ ҐРУНТОВОЇ ІСІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКОЇ МІКРОБІОЛОГІЇ

Ця частина курсу знайомить студентів із значенням мікроорганізмів дляпроцесів утворення ґрунту, створення його родючості та структури, зпоширенням мікроорганізмів у ґрунті залежно від ґрунтово-кліматичних умовта мікробними асоціаціями різних типів ґрунтів.

При вивченні даного матеріалу особливу увагу слід звернути на впливрізних агротехнічних заходів (обробіток ґрунту, внесення добрив, гербіцидів,вапнування, тощо) на активність фунтових мікроорганізмів і можливістьрегулювати цими заходами напрямок і інтенсивність мікробіологічних процесіву ґрунті. Матеріали курсу основ мікробіології містять відомості провзаємовідносини мікроорганізмів з вищими рослинами.

Мікроорганізми ґрунту і поверхні рослин, перетворюючи одні формипоживних речовин в інші, розкладаючи кореневі виділення та рештки рослин,продукують різні продукти обміну речовин, стимулюють або, навпаки,пригнічують ріст і розвиток рослин. Нерідко від взаємовідношеннямікроорганізмів з рослинами залежить доля врожаю, тому студенти мусятьдобре проробити всі розділи цієї частини курсу, щоб знати, в яких умовах іякими засобами можна використати мікроорганізми з метою підвищенняпродуктивності сільськогосподарських культур.

1. Роль мікроорганізмів в утворенні ґрунтуВ цьому розділі висвітлено матеріал про становлення поглядів на ґрунт як

на живу систему та коротку історію розвитку ґрунтової мікробіології. Слідвідмітити великий внесок вітчизняних вчених у розвиток ґрунтово –мікробіологічних досліджень (П.О.Костичев., С.М.Виноградський,В.Л.Омелянський та ін.).

Студентам треба знати, які угрупування мікроорганізмів першіоселюються на материнських породах, які зміни породи вони викликають, щовказує на утворення молодого ґрунту.

Запитання для самоперевірки1. Групи мікроорганізмів, що беруть участь в утворенні ґрунту.2. Етапи перетворення мікроорганізмами материнської породи в ґрунт.3. Основні сталі розвитку ґрунтової мікробіології. Роботи Ломоносова,

Докучаєва, Костичева, Вільямса, Виноградського4. Роль живих істот в міграції хімічного елементу на земній поверхні. Праці

Вернадського.5. Які погляди на ґрунт, як на екологічну систему?

2. Ґрунтове мікронаселення. Методи визначення його складу таактивності

Ґрунти заселені великою кількістю різноманітних мікроорганізмів.Чисельність і склад бактерій, актиноміцетів, грибів, водоростей, найпростіших,

21

що живуть на ґрунтах, коливаються в залежності від кліматичних умов і іншихфакторів.

Студенти повинні вивчити методи визначення кількості і складуґрунтових мікроорганізмів (прямий підрахунок клітин під мікроскопом заВиноградським; посів ґрунтових суспензій на поживні середовища; скельцяобростання, та інше.), активності їх окремих груп (дихання ґрунту, активністьферментів та ін.).

Запитання для самоперевірки1. Активність ферментів ґрунту та методи їх визначення.2. Елективні поживні середовища і їх значенні для визначення складу

мікрофлори ґрунту.3. Методи визначення біохімічної активності ґрунтової мікрофлори4. Методи підрахунку кількості мікроорганізмів у ґрунті.5. Прямі методи визначення складу мікроорганізмів в ґрунті (мікроскопія

скелець обростання та капілярна мікроскопія).6. Чисельність і склад мікроорганізмів ґрунту.

3. Роль мікроорганізмів у створенні гумусу та структури ґрунтуРаціональне використання земельних угідь передбачає збереження та

поповнення у ґрунті запасів гумусу – основи родючості ґрунтів. Тому знанняролі мікроорганізмів в утворенні гумусу, умов інтенсивного синтезу імінералізації гумусу в ґрунтах різних кліматичних зон є необхідним дляагрономічних працівників.

Студенти повинні знати, в яких умовах проходить утвореннямікроорганізмами агрегатів в ґрунті та створення ґрунтової структури, щозабезпечує оптимальний водно-повітряний режим для розвиткусільськогосподарських рослин.ЛІТЕРАТУРА: Л-1, Л-2, Л-5, Л-6.

Запитання для самоперевірки1. Автохтонна та зимогенна мікрофлора ґрунту.2. Значення мікроорганізмів для створення структури ґрунту.3. Роль мікроорганізмів у мінералізації гумусу.4. Роль мікроорганізмів у синтезу гумусу.

4.Фактори середовища, які визначають формування мікробнихасоціацій ґрунту

Цей розділ вивчає вплив фізичних, хімічних, біологічних факторів ґрунтуна склад та життєдіяльність мікроорганізмів. Зверніть особливу увагу на впливмеханічного складу, вологи, температури, аерації, кислотності, осмотичноготиску ґрунту на мікробні асоціації ґрунту. Стале співвідношення факторів врізних ґрунтово – кліматичних зонах веде до створення в ґрунтах цих зонпевних мікробних ценозів.

22

Студенти повинні знати, що склад мікробних ценозів впливає наінтенсивність процесів перетворення у ґрунті органічних та мінеральнихречовин, від яких залежить нормальний ріст та розвиток рослин.ЛІТЕРАТУРА: Л-1, Л-2, Л-5, Л-6.

Запитання для самоперевірки1. Адсорбція ґрунтом бактерій та інших мікроорганізмів.2. Біологічні фактори та їх вплив на формування асоціацій ґрунтових

мікроорганізмів.3. Вплив температури на створення мікробних асоціацій в ґрунті.4. Дія вологи на життєдіяльність ґрунтових мікроорганізмів.5. Повітряний режим ґрунту і його вплив на інтенсивність мікробіологічних

процесів.6. Склад мікробних асоціацій залежно від хімічних факторів ґрунту.

5. Мікрофлора ґрунтів різних типівҐрунти різних типів, що мають і різні фізичні, хімічні та біологічні

властивості, відрізняються за кількісно і якісним складом поширених в нихмікроорганізмів. Це обумовлює різницю в біологічній активності ґрунтів різнихтипів. Слід звернути особливу увагу на мікробіологічні показники типу таокультуреності ґрунту. Необхідно ознайомитись з поширенням мікроорганізміву ґрунтах України. Зверніть увагу, що деякі з видів мікроб можуть бутиіндикаторами типу і віку ґрунтів, заповніть таблицю 9.

Таблиця 9Типи ґрунту Кількість мікроорганізмів в

1гПереважаючі групи

мікроорганізмів

ЛІТЕРАТУРА: Л-1. Л-2, Л-5, Л-6.

Запитання для самоперевірки1. Вплив окультурення на кількість мікроорганізмів ґрунту2. Кількісний та якісний склад мікроорганізмів у ґрунтах різних типів.3. Мікробіологічні показники типу та окультурення ґрунтів.4. Поширення мікроорганізмів у профілі різних ґрунтів.

6. Вплив агротехнічних заходів на мікрофлору ґрунтуДаний розділ є одним з основних розділів ґрунтової мікробіології.Глибоке засвоєння цього матеріалу дасть можливість працівникам

лісогосподарських спеціальностей регулювати агротехнічними заходами,активність мікробіологічних процесів у ґрунті, спрямувати їх на підвищенняродючості ґрунтів і поліпшення умов розвитку лісогосподарських рослин.

23

6.1. Вплив обробітку ґрунту та діяльність мікроорганізмівРізні засоби обробітку ґрунту (оранка, рихлення, тощо) впливають на

характер мікробіологічних процесів та мінералізацію рослинних решток ворному шарі. Обробіток ґрунту регулює водно-повітряний режим і сприяєпоглибленню орного шару. Зверніть увагу на різну біологічну активність шарівґрунтового профілю в залежності від глибини.

6.2. Вплив органічних та мінеральних добрив на мікрофлору ґрунту.Меліорація ґрунтів

Внесення в ґрунт органічних та мінеральних добрив стимулює розвитокосновних груп мікроорганізмів і підвищує родючість ґрунту.

Особливу увагу слід звернути на мікробіологічні процеси, щовідбуваються в гної при різних способах його зберігання. Необхіднозапам'ятати найкращі способи зберігання гною з найменшими втратамипоживних речовин.

Студенти повинні знати, яку роль відіграють мікроорганізми увиготовленні компостів, і способи використання бактеріальних препаратів прикомпостуванні.

Зверніть увагу на вплив меліорації (водна і хімічна) на мікрофлоруґрунту. Вапнування кислих і гіпсувати лужних ґрунтів підвищує чисельність іактивність ґрунтових мікроорганізмів.

6.3. Ґрунтова мікробіологія та хімізація землеробстваСтудентам слід знати мікробіологічні методи визначення потреби ґрунтів

у таких поживних елементах як азот, фосфор, калій, потреби ґрунтів увапнуванні, знати мікробіологічні методи визначення запасів мікроелементів уґрунті.

Велике практичне значення мас проблема біологічного азоту вземлеробстві.

Збільшення площ під бобовими рослинами, що живуть у симбіозі збульбочковими бактеріями, селекція активних вільноживучих азотфіксаторів івикористання цих мікроорганізмів дає можливість підвищити забезпеченістьґрунтів азотом. Запам'ятайте, що коефіцієнт використання мінеральних добривзалежить від діяльності ґрунтових мікроорганізмів. Тому, застосуваннямінеральних добрив слід проводити з урахуванням можливості їхтрансформації мікрофлорою ґрунту.

Вивчіть засоби підвищення коефіцієнту використання азотних добрившляхом пригнічення денітрифікації.

Землеробство використовувало велику кількість пестицидів, яківпливають на чисельність, склад і активність ґрунтових мікроорганізмів.Велике практичне значення мас здатність мікроорганізмів розкладати у ґрунтігербіциди, інсектициди та інші токсичні речовини і там оздоровлювати ґрунт.

Зверніть увагу на вплив сівозмін і монокультур на мікрофлору ґрунтів,регулювання цим шляхом складу біоценозів ґрунтів.ЛІТЕРАТУРА: Л-1, Л-2, Л-4, Л-5, Л-6.

24

Запитання для самоперевірки1. Вплив гербіцидів та інших токсичних речовин на ґрунтову мікрофлору.2. Вплив мінеральних добрив на чисельність та активність ґрунтових

мікроорганізмів.3. Вплив органічних добрив на розвиток ґрунтових мікроорганізмів.4. Вплив різних способів обробітку ґрунту на інтенсивність

мікробіологічних процесів у ґрунті.5. Вплив сівозмін та монокультури на біоценоз ґрунту.6. Дія вапнування на мікрофлору ґрунту.7. Метод Буткевича при визначенні наявності в ґрунті рухомих форм

фосфору та калію.8. Мікробіологічний метод визначенні потреби ґрунтів у азоті.9. Мікробіологічний метод визначення потреби ґрунту у вапнуванні.10.Мікробіологічні процеси, які відбуваються в гної при різних способах

його зберігання.11.Мікробіологічні способи визначення запасів мікроелементів у ґрунті.12.Розклад мікроорганізмами гербіцидів і інших пестицидів у ґрунті.13.Роль мікроорганізмів у виготовленні компосту.14.Склад та активність ґрунтової мікрофлори при меліорації ґрунтів.15.Способи зберігання гною.

7. Мікроорганізми зони кореня та поверхні рослинВ цьому розділі подано характеристику кореневої та прикореневої

мікрофлори рослин, мікоризних грибів та епіфітної мікрофлори. Необхіднозвернути увагу на склад цих груп макроорганізмів, їх роль в живленні тарозвитку рослин. Слід знати, як можна підвищити польову схожість насіння тадальший ріст рослин за допомогою ризосферних та епіфітних мікроорганізмів(бактеризація, протруєння).

Студентам треба засвоїти, яку роль відіграє мікрофлора зерна при різнихумовах його зберігання та яке значення мас видовий склад епіфітноїмікрофлори при оцінці якості зерна.ЛІТЕРАТУРА: Л-1, Л-2, Л-6.

Запитання для самоперевірки1. Видовий склад епіфітної мікрофлори як показник якості насіння.2. Вплив ризосферних мікроорганізмів на ріст і розвиток рослин.3. Ендотрофна, ектотрофна та ендо-ектотрофна мікориза рослин.4. Епіфітна мікрофлора, її склад та значення в житті рослин.5. Мікрофлора зерна при різних умовах його зберігання.6. Склад ризосферної мікрофлори у різних рослин.7. Способи регулювання складу епіфітної та ризосферної мікрофлори.8. Що таке коренева та прикоренева мікрофлора рослин?9. Що таке мікориза рослин та її значення у живленні останніх?

25

8. Мікробні землеудобрювальні препарати та їх ефективністьВластивості мікроорганізмів перетворювати недоступні для живлення

рослин форми поживних речовин а рухомі, легкодоступні форми, виділятибіотичні речовини, що прискорюють ріст рослин, використовуються людиноюпри виготовленні бактеріальних добрив. Діючою речовиною мікробнихземлеудобрювальних препаратів є жива культура мікроорганізмів, які,розмножуючись у ґрунті та ризосфері, поліпшують умови живлення тарозвитку рослин.

Студентам необхідно вивчити, які мікроорганізми є діючим началомнітрагіну, азотобактерину, фосфоробактерину, знати способи виготовлення тазастосування різних видів цих бактеріальних добрив, уяснити суть дії та умовиїх ефективності.

Слід ознайомитись з принципом дії інших бактеріальних добрив тадоцільністю використання мікоризації рослин при лісонасадженнях.ЛІТЕРАТУРА: Л-1, Л-2, Л-4, Л-5.

Запитання для самоперевірки1. Мікоризація рослин, доцільність її застосування при лісонасадженнях.2. Препарат азотобактерин, його виготовлення, застосування та умови

ефективності.3. Препарат АМБ та інші бактеріальні добрива, їх використання в практиці

землеробства.4. Препарат нітрагін, його виготовлення, застосування та умови

ефективності.5. Препарат фосфоробактерин, його виготовлення, застосування та умови

ефективності.6. Що є діючим началом бактеріальних добрив?

9. Використання мікробних метаболітів для захисту та стимуляціїросту рослин

В останній час велика увага в практиці сільського господарстваприділяється біологічним методам захисту рослин та способам очищенняґрунтів від токсичних речовин за допомогою мікроорганізмів.

Студенти повинні одержати знання про явище мікробного антагонізму ійого роль в самоочищенні ґрунтів від паразитичних мікроорганізмів татоксичних речовин.

При вивченні матеріалу цього розділу необхідно добре уяснити рольмікробів-антагоністів та антибіотиків мікробного походження в боротьбі зхворобами рослин і профілактиці захворювань. Слід дати летальнухарактеристику антибіотичним речовинам, які застосовуються для захистурослин.Новим методом боротьби з деякими вірусними захворюваннями рослин євакцинація рослин ослабленими штамами вірусів.

26

Студентам треба вивчити мікробіологічні методи боротьби з комахами-шкідниками, знати, які грибні та вірусні препарати використовуються протишкідників сільськогосподарських рослин та гризунів.

Особливу увагу необхідно звернути на характеристику препаратівмікробного походження, які прискорюють ріст та розвиток рослин (гіберелін,гетероауксин та інші).ЛІТЕРАТУРА: Л-1, Л-2, Л-8

Запитання для самоперевірки1. Антибіотичні речовими, які використовуються для захисту рослин.2. Використання мікроорганізмів-антагоністів для боротьби з хворобами

рослин та профілактики захворювань.3. Вірусні препарати, що застосовуються для боротьби з шкідливими

комахами.4. Вплив рослин на склад ґрунтових мікроорганізмів-антагоністів.5. Мікробіологічні методи боротьби з комахами-шкідниками.6. Мікробіологічні препарати, що застосовуються для боротьби з

шкідливими комахами та гризунами.7. Характеристика препаратів мікробного походження, що стимулюють ріст

рослин.8. Явище мікробного антагонізму і його значення для самоочищення ґрунтів

від паразитичних мікроорганізмів.

10. Мікробіологія кормівМікроорганізми відіграють значну роль в процесах приготування кормів.

Епіфітна мікрофлора, що населяє поверхню надземної частини рослин, впливаєна якість рослинної маси, заготовленої на корм (сіно, силос, тощо).

При вивченні цієї частини курсу студентам слід звернути особливу увагуна методи силосування кормів, мікробіологічні процеси, що відбуваються присилосуванні кормів та способи їх регулювання. Необхідно знати, яквикористовувати бактеріологічні закваски для поліпшення якості силосу,уяснити переваги силосу перед сухими кормами по вмісту поживних речовин.

Студенти повинні засвоїти способи застосування продуктів мікробногосинтезу (кормових білків, амінокислот і вітамінів) для годівлі тварин. Слідтакож з'ясувати доцільність використання антибіотичних речовин для годівлітварин та механізм їх дії.

Необхідно знати, в яких умовах проходить термогенез зерна, соломи, сінаі як запобігти цьому явищу. Корми можуть уражатися мікроорганізмами, щовикликають тяжкі отруєння у тварин. Слід знати, які умови сприяють цьому.Треба ознайомитися з перспективами розвитку біотехнології у вирішенніпроблеми годівлі тварин.ЛІТЕРАТУРА: Л-1, Л-2, Л-3, Л-5.

Запитання для самоперевірки1. Використання бактеріологічних заквасок при силосуванні кормів.

27

2. Застосування амінокислот та вітамінів мікробного походження длякормових цілей.

3. Кормовий білок, що синтезуються мікроорганізмами, та його значеннядля кормових цілей.

4. Мікробіологічні процеси, що відбуваються в процесі висушуваннярослинної маси.

5. Мікробіологічні процеси, що відбуваються при силосуванні кормів.6. Силосування кормів і його переваги перед сухими кормами.7. Способи силосування кормів та умови одержання доброго силосу.8. Фази дозрівання силосу.9. Які негативні явища мають місце при заготівлі та зберіганні кормів?

11. Мікробіологія води і повітряЦя частина курсу знайомить студентів з поширенням мікроорганізмів у

воді та повітрі. Слід знати, що вода та повітря можуть бути джереломзараження людини, тварини та рослин різними інфекційними хворобами, томутреба вивчити методи знезараження води та повітря. Запам'ятайте, щопоказником забруднення води фекаліями є колі-титр і колі-індекс. Необхідноуяснити значення мікроорганізмів в біологічному очищенні води на поляхзрошення, полях фільтрації і інших спорудах.ЛІТЕРАТУРА: Л-1, Л-2, Л-3.

Запитання для самоперевірки1. Біологічне очищення забруднених вод на полях зрошення, полях

фільтрації та інших штучних спорудах.2. Мікробіологічні показники чистоти води і повітря.3. Поширення мікроорганізмів у воді.4. Чисельність та склад мікрофлори повітря.

28

РОЗДІЛ ІІІ. ВКАЗІВКИ ДО ВИКОНАННЯ САМОСТІЙНОЇРОБОТИ

Після засвоєння теоретичної частини курсу студент зобов'язанийвиконати самостійну роботу до початку лабораторно-екзаменаційної сесії.

Самостійна робота повинна являти собою викладення відповідей нарозділи запитань з загальної та спеціальної частини курсу основ мікробіології

Питання самостійної роботи мають на меті з'ясувати, наскільки студентзумів самостійно оволодіти учбовим матеріалом, викладеним у рекомендованихпідручниках і посібниках, як розібрався у важливих мікробіологічних процесахі на скільки студент може на сучасному рівні наукових знань використати ізастосувати одержані знання в своїй практичній роботі.

Відповіді на питання повинні бути добре обдумані, короткі, чіткі,граматично вірно написані і легкі для читання.

При одержанні рецензії кафедри на самостійну роботу студент повиненпереглянути останню і зробити виправлення чи доповнення відповідно ззауваженням, якщо такі будуть, на що буде звертатися увага при здачістудентом-заочником заліку, екзамену.

29

30

ЗАПИТАННЯ ДО ЗАЛІКОВОЇ РОБОТИ1. Азотобактерин, його виготовлення, застосування та умови

ефективності.2. Амоніфікація білкових речовин. Характеристика мікроорганізмів, що

викликають амоніфікацію білків. Значення цього процесу вземлеробстві.

3. Анаеробний розклад клітковини, збудники, хімізм та значення цьогопроцесу.

4. Антибіотики, їх властивості та використання в сільськомугосподарстві.

5. Біологічна фіксація молекулярного азоту, її хімізм та значення уземлеробстві.

6. Біологічні фактори зовнішнього середовища, їх вплив намікроорганізми та практичне використання.

7. Бродіння пектинових речовин, його збудники; хімізм та використаніму сільському господарстві.

8. Будова бактеріальної клітини. Сучасні дані про ядро та ядерний апарату бактерій.

9. Взаємовідносини ризосферних мікроорганізмів з вищими рослинами.10.Виготовлення компостів. Значення та використання мікроорганізмів

при виготовленні компостів.11.Використання молочно-кислого бродіння у молочній справі, при

силосуванні кормів та квашенні овочів.12.Використання фізичних факторів зовнішнього середовища у практиці

людини. Прийоми пастеризації та стерилізації.13.Вплив біологічних факторів ґрунту на склад та життєдіяльність

мікроорганізмів.14.Вплив гербіцидів та інших токсичних речовин на ґрунтову

мікрофлору.15.Вплив органічних та мінеральних добрив на розвиток ґрунтових

мікроорганізмів.16.Вплив різних способів обробітку на інтенсивність мікробних процесів

у ґрунті.17.Вплив фізичних факторів ґрунту на склад та життєдіяльність

мікроорганізмів.18.Вплив хімічних факторів ґрунту на склад га життєдіяльність

мікроорганізмів.19.Денітрифікація та її значення для землеробства. Пряма та непряма

денітрифікація і роль мікроорганізмів у цих процесах.20.Дія вапнування на мікрофлору ґрунту.21.Епіфіта мікрофлора, її склад та значення у житті рослин і при

зберіганні зерна та іншої рослинної продукції.22.З яких сполук мікроорганізми можуть засвоювати потрібний їм

вуглець, азот та зольні елементи?23.Збудники, хімізм та значення аеробного розкладу клітковини.

31

24.Значення мікроорганізмів для створеним структури ґрунту.25.Значення процесів дихання для мікробних клітини. Роль ферментів у

цьому процесі.26.Значення процесів перетворення вуглецевих сполук для кругообігу

вуглецю у природі.27.Меліорація та її дія на ґрунтову мікрофлору.28.Методи селекції мікроорганізмів та одержання цінних форм

мікроорганізмів для сільського господарства та промисловості.29.Мікоризація рослин.30.Мікроби-антагоністи та їх використання для захисту рослин.31.Мікробіологічні методи визначення необхідності удобрення ґрунту.32.Мікробіологічні препарати захисту рослин від хвороб та шкідників.33.Мікробіологічні процеси, що відбуваються в гної при його зберіганні,

та умови, необхідні для раціонального зберігання гною.34.Мікробні асоціації у ґрунтах різних типів та поширення

мікроорганізмів у профілі різних ґрунтів.35.Мікроорганізми ґрунту, методи визначення їх складу та активності.36.Мінливість та спадковість мікроорганізмів, фактори мінливості, їх

значення та практичне використання.37.Молочнокисле бродіння та характеристика молочнокислих бактерій.38.Морфолога актиноміцетів. Їх роль в сільському господарстві.39.Морфологія дріжджових грибів їх використання в народному

господарстві.40.Морфологія пліснявих грибів, їх поширення та роль у ґрунті.41.На які групи поділяються мікроорганізми по відношенню до

температури і характеристика цих груп?42.Нітрагін, його виготовлення, застосування та умови ефективності.43.Основні групи мікроорганізмів та їх коротка характеристика.44.Основні етапи розвитку ґрунтової мікробіології. Роботи вітчизняних

вчених (Костичев, Вільямс, Докучаєв та ін.).45.Основні етапи розвитку мікробіології.46.Основні форми та розміри бактерій.47.Перетворення заліза та марганцю в ґрунті під впливом залізобактерій.48.Положення мікроорганізмів у системі живих істот, принципи їх

номенклатури та класифікації.49.Поширення мікроорганізмів у воді та повітрі.50.Практичне використання хімічних факторів зовнішнього середовищі.51.Предмет мікробіології та її зв'язок з іншими науками.52.Препарат АМБ та інші бактеріальні добрива, їх виготовлення та

використання в практиці землеробства.53.При якому відношенні вуглецю і азоту відбувається нагромадження

аміаку в ґрунті і значення цього явища н практиці землеробства.54.Принципи систематики бактерій.55.Процес утворення ґрунту та діяльність мікроорганізмів.56.Процеси самоочищення ґрунту та води від мікроорганізмів.

32

57.Процеси, що відбуваються коли проходить процес сушіння сіна таінших кормів.

58.Регулювання мікробіологічних перетворень поживних для рослинречовин у ґрунті.

59.Розвиток на рослинах токсичного гриба.60.Розклад мікроорганізмами пестицидів у ґрунті.61.Розмноження бактерій.62.Роль вітчизняних вчених у розвитку мікробіології.63.Роль мікроорганізмів у мінералізації органічних речовин в ґрунті.64.Роль мікроорганізмів у перетворенні неорганічних фосфатів.65.Роль мікроорганізмів у перетворенні органічних сполук фосфору в

ґрунті.66.Роль мікроорганізмів у синтезі гумусу. Теорії гумусоутворення.67.Рух бактерій.68.Силосування кормів. Мікробіологічні процеси, які відбуваються при

силосуванні. Способи виготовлення доброго силосу, застосуваннябактеріологічних заквасок при силосуванні.

69.Синтез мікроорганізмами білку та амінокислот.70.Спиртове бродіння. Його збудники, хімізм, використання в народному

господарстві.71.Споживання та синтез мікроорганізмами вітамінів.72.Спороутворення у бактерій. Біологічна суть цього процесу.73.Способи регулювання складу епіфітної та ризосферної мікрофлори для

підвищення схожості насіння та росту рослин.74.Стимуляція росту рослин біологічно-активними речовинами

мікробного походження.75.Сульфофікація та її значення у землеробстві. Характеристика

сіркобактерій та тіонових бактерій.76.Типи взаємовідношень ґрунтових мікроорганізмів.77.Утворення сірководню при гнитті білкових речовин та в процесі

десульфофікації. Характеристика мікроорганізмів, що приймаютьучасть у них процесах.

78.Ферменти мікроорганізмів, їх характеристика, класифікація тазначення в життєдіяльності мікроорганізмів.

79.Фізичні фактори зовнішнього середовища та їх вилив намікроорганізми.

80.Фітонциди, їх властивості та практичне використання.81.Фосфоробактерин, його виготовлення, застосування та умови

ефективності.82.Характеристика автотрофних та гетеротрофних мікроорганізмів.83.Характеристика аеробного дихання у мікроорганізмів.84.Характеристика анаеробного-дихання у мікроорганізмів.85.Характеристика вільноживучих аеробних та анаеробних

азотфіксуючих бактерій.86.Характеристика вірусів та фатів.

33

87.Характеристика окислення етилового спирту в оцтову кислоту, йогозбудники та практичне використання.

88.Характеристика процесів живлення у мікроорганізмів.89.Характеристика процесу нітрифікації. Роботи С. М. Виноградського і

характеристика бактерій, що приймають участь в процесі нітрифікації,значення нітрифікації у сільському господарстві.

90.Характеристика ризосферної мікрофлори рослин.91.Характеристика симбіотичних азот фіксаторів. Особливості

бульбочкових бактерій.92.Хемосинтез та фотосинтез у мікробів.93.Хімічний склад мікробної клітини.94.Хімічні фактори зовнішнього середовища та їх вплив на

мікроорганізми.95.Чергові завдання основ мікробіології.96.Що таке амоніфікація? Кінцевий продукт цього процесу.97.Що таке мікориза рослин і її значення у живленні останніх?98.Як використовується у сільському господарстві нагромадження

мікроорганізмами теплової енергії?99.Як проходять процеси перетворення сечовини і ціанаміду кальцію в

ґрунті та які мікроорганізми приймають участь у цих процесах?100. Які мікроорганізми викликають маслянокисле бродіння, його хімізм

та значення?

В самостійній роботі кожен студент подає список експонатів колекціїбіопрепаратів, які він привозить з собою і здає викладачу на кафедру.

СПИСОК ЕКСПОНАТІВ КОЛЕКЦІЇТаблиця 10

Назва препарату Призначення Засібвикористання

УВАГА!

Для роботи в мікробіологічній лабораторії необхідно придбатибавовняний білий халат.

34

35

НАВЧАЛЬНО-МЕТОДИЧНІ МАТЕРІАЛИ З ДИСЦИПЛІНИ1. Основна література

а) до теоретичного курсу1. Краткий определитель бактерий Берги: Пер. с англ.-М.: МИР, 1980.-496 с.2. Мишустин Е.Н., Емцев В.Т. Микробиология.М., Агропромиздот 1987.-

368 с.3. Пирог Т.П.Загальна мікробіологія: Підручник – К : НУХТ, 2004.- 471с.4. Шлегель Г. Общая микробиология. М.,Мир,1987.- 567 с.

б) до лабораторних занять5. Векірчик К.М. Практикум з мікробіології: Навч. Посібник. – К.:6. Либідь, 2001.- 144с.7. Ежов Г.И Руководство к практическим занятиям по сельхозяйственной

микробиологии. – М: Висшая школа, 1981. – 288 с.8. Теппер Е.З., Шильникова В.К., Переверзева Г.И. Практикум по

микробіологии. – М: Калос, 1987. – 199 с.

2. Додаткова література9. Вершигора А.Е и др. Общ. микробиология.- К.: Вища шк., 1988.-343 с.10.Гусев М.В.Минеева Л.А. Микробиология. М, изд МГУ, 1985.11.Гузев В.С., Шоба С.А., Селецкий Г.И. Применение растровой

электронной микроскопии в почвоведении, мелиорации и сельскомхозяйстве. М.- Новочеркасск.1978. 61 с.

12.Добровольская Т.Г., Скворцова И.Н., Лысак Л.В. Методы выделения иидентификации почвенных бактерий. М. Изд-во МГУ. 1989. 71 с.

13.Звягинцев Д.Г. Почва и микроорганизмы. М.Изд-во МГУ. 1987. 255 с.14.Зенова Г.М. Почвенные актиномицеты редких родов. М.Изд-во

МГУ.2000. 91с.15.Зенова Г.М., Кураков А.В. Методы определения структуры комплексов

почвенных актиномицетов и грибов. М. Изд-во МГУ. 1988. 53 с.16.Кожевин П.А. Микробные популяции в природе. М. Изд-во МГУ. 1989.

170с.17.Количественные методы в почвенной зоологии. (Под редакцией

М.С.Гилярова, Б.Р. Стригановой). М. Наука. 1987. 254 с.18.Манучаров А.С., Самсонова В.П., Мешалкина Ю.А., Дмитриев Е.А.

Математическая статистика в почвоведении. М.Изд-во МГУ. 2001. 99 с.19.Методы почвенной микробиологии и биохимии. (Под редакцией

Д.Г.Звягинцева). М. Изд-во МГУ. 1991. 302 с.20.Скворцова И.Н. Методы идентификации и выделения почвенных

бактерий рода Bacillus. М. Изд-во МГУ. 1981. 77 с.

36

При вивченні вказаної літератури слід користуватися данимиметодичними вказівками. В них звертається увага на основні питання того чиіншого розділу, його значення в практиці сільського господарства.

Вивчення кожного наступного розділу треба починати лише післязасвоєння матеріалу попереднього розділу, необхідно використовувати таблиці,схеми, та малюнки, подані в книгах, вивчати спеціальні мікробіологічні термінита латинські назви мікроорганізмів.

37

38

ЗМІСТВСТУП ..................................................................................................................... 3МЕТОДИКА ВИВЧЕННЯ КУРСУ МІКРОБІОЛОГІЇ..................................... 5РОЗДІЛ І. ОСНОВИ ЗАГАЛЬНОЇ МІКРОБІОЛОГІЇ ..................................... 7

1. Предмет та історія – мікробіології, об’єкти, завдання.................................... 72. Мікроорганізми, їх класифікація, будова та розмноження ............................ 73. Живлення мікроорганізмів ............................................................................. 11

3.1. Дихання мікроорганізмів .......................................................................... 114. Вплив факторів середовища на мікроорганізми ........................................... 125. Взаємовідношення мікроорганізмів між собою та іншими істотами .......... 136. Перетворення мікроорганізмами вуглецевих сполук ................................... 147. Перетворення мікроорганізмами сполук азоту ............................................. 158. Перетворення мікроорганізмами сполук сірки, заліза та інших елементів . 179. Синтез мікроорганізмами білку та біологічно активних речовин ............... 1710. Генетика та селекція мікроорганізмів.......................................................... 18

РОЗДІЛ II. ОСНОВИ ҐРУНТОВОЇ І СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКОЇМІКРОБІОЛОГІЇ ................................................................................................. 20

1. Роль мікроорганізмів в утворенні ґрунту ...................................................... 202. Ґрунтове мікронаселення. Методи визначення його складу та активності . 203. Роль мікроорганізмів у створенні гумусу та структури ґрунту ................... 214.Фактори середовища, які визначають формування мікробних асоціаційґрунту .................................................................................................................. 215. Мікрофлора ґрунтів різних типів ................................................................... 226. Вплив агротехнічних заходів на мікрофлору ґрунту .................................... 22

6.1. Вплив обробітку ґрунту та діяльність мікроорганізмів........................ 236.2. Вплив органічних та мінеральних добрив на мікрофлору ґрунту.Меліорація ґрунтів .......................................................................................... 236.3. Ґрунтова мікробіологія та хімізація землеробства ............................... 23

7. Мікроорганізми зони кореня та поверхні рослин ......................................... 248. Мікробні землеудобрювальні препарати та їх ефективність ....................... 259. Використання мікробних метаболітів для захисту та стимуляції ростурослин .................................................................................................................. 2510. Мікробіологія кормів .................................................................................... 2611. Мікробіологія води і повітря ........................................................................ 27

РОЗДІЛ ІІІ. ВКАЗІВКИ ДО ВИКОНАННЯ САМОСТІЙНОЇ РОБОТИ .... 28ЗАПИТАННЯ ДО ЗАЛІКОВОЇ РОБОТИ ........................................................ 30НАВЧАЛЬНО-МЕТОДИЧНІ МАТЕРІАЛИ З ДИСЦИПЛІНИ .................... 35

1. Основна література ......................................................................................... 352. Додаткова література ...................................................................................... 35

39

УДК 575.8:631.461

МІКРОБІОЛОГІЯ З ОСНОВАМИВІРУСОЛОГІЇ

методичні вказівки щодо самостійної роботидля студентів-заочників

Напрям підготовки:6.090101 – «Агрономія»

Феделеш-Гладинець Марія Іванівна

Кошевський Іван Ілліч

Комп’ютерний набір М.І.Феделеш-ГладинецьПідготував до друку Є.Р. Канарский

Підписано до друку 2013р. Формат 60 × 84/16.Ум. Друк. Арк.. 2,2 Наклад 100 прим. друк оф.Зам №Редакційно-видавничий центр НУБіП України.

40

03041 Київ-41, вул.Героїв оборони,15