LV EN RU DE FR

Mikrobioloģija

Kursa izstrādātāji

Aizstātais kurss

LauZ3186 [GLAU3186] Mikrobioloģija

Kursa anotācija

Mikrobioloģija ir zinātne, kas pēta mikroorganismu morfoloģiju, bioķīmiju, fizioloģiju, augšanu, to mainību un iedzimtību. Mikrobioloģijas kursā studenti apgūst mikroorganismu šūnas uzbūvi, fizioloģiskos procesu norisi. Apgūst baktēriju, mikroskopisko sēņu vietu dabā, sistemātiku un identifikācijas metodes. Vīrusu struktūru un izplatību. Mikroorganismu lomu vielu ģeoķīmiskajā ciklā, kā arī to mijiedarbību ar augiem un dzīvniekiem. Kursa mērķis iepazīstināt studentus ar mikroorganismu praktiskā pielietojuma pamatprincipiem un nosacījumiem lauksaimniecībā. Vides faktoru un saimnieciskās darbības ietekmi uz mikroorganismu daudzveidību un aktivitāti augsnē.

Kursa rezultāti un to vērtēšana

Zināšanas par mikroorganismu daudzveidību to bioloģiju. Mikroorganismu mijiedarbību ar augiem, dzīvniekiem un vidi. Mikrobioloģisko procesu ietekmi uz lauksaimniecisko ražošanu un mikroorganismu pielietošanu agrovidē.
Prasmes veikt mikrobioloģiskās analīzes un atpazīt mikroorganismu drupas, novērtēt to aktivitāti.
Kompetences.
Studenti spēj atšķirt nozīmīgākās mikroorganismu grupas – laboratorijas darbi.
Spēj novērtēt vides faktoru ietekmi uz mikroorganismu dzīvotspēju un aktivitāti – laboratorijas darbi.
Pārzina mikroorganismu analizēšanas metodes - laboratorijas darbi.
Semināros studenti prezentē laboratorijas darbos iegūtos rezultātus, spēj tos skaidrot.
Semestra laikā studenti raksta vairākus kontroldarbus, lai apliecinātu kompetenci par:
- dažādu mikroorganismu grupu šūnas uzbūves un fizioloģisko procesu atšķirībām;
- mikroorganismu daudzveidības un aktivitātes novērtēšanas metodēm;
- par vides faktoru un organismu mijiedarbību, kas ietekmē mikroorganismu izplatību un daudzveidību agrovidē;
- mikroorganismu lomu elementu apritē un pārveidošanā, īpašu uzmanību pievēršot oglekļa, slāpekļa un fosfora apritei;
- mikrobioloģisko procesu nozīmi dažādās lauksaimnieciskās ražošanas jomās;
- mikroorganismu pielietošanu lauksaimniecībā.
Studentu patstāvīgais darbs apkopojot laboratorijas darbos iegūtos rezultātus, to skaidrošana un spēja salīdzināt ar literatūras datiem.

Kursa saturs(kalendārs)

I. Teorētiskā daļa:
1. Mikroorganismu šūnas uzbūve un darbība.
1.1. Ievads. Mikrobioloģijas vēsture, pētniecības metodes. 0.5 h.
1.2. Prokariotu šūna. Šūnapvalka uzbūve, membrānas, kapsulas, gļotu apvalki. Baktērijas. Grampozitīvo un gramnegatīvo baktēriju šūnapvalka uzbūve. Endosporas veidošanās. Baktēriju viciņas. 0.5 h.
1.3. Mikroorganismu ģenētika: vispārīgie principi, rekombinācija, plazmīdas, konjugācija, transformācija un transdukcija. Mikroorganismu izmantošana biotehnoloģijā. 1h.
1.4. Mikroorganismu taksonomija. Taksonomijas kritēriji, klasifikācija, nomenklatūra, mikroorganismu identificēšana. Fizioloģiskās un bioķīmiskās metodes mikroorganismu un to funkciju izpētei. Svarīgāko baktēriju grupu raksturojums. 1h.
1.5. Mikroskopisko sēņu, aļģu un protozoa raksturojums un ekoloģiskā nozīme augsnē. 0.5h.
1.6. Svarīgāko sēņu grupu (Chytridiomycota, Glomeromycota, Zygomycota, Ascomycota un Basidiomycota) klasifikācija un raksturojums. 1h.
1.7. Vīrusu uzbūve un izplatība. 1h.
1.8. Mikrobu metabolisms: katabolisms un enerģijas ģenerēšana. Aerobā un anaerobā elpošana, fermentācijas. Anabolisms. Fermentu aktivitātes metabolisma regulēšana un kontrole. Fotosintēze: aerobos un anaerobos apstākļos. Sekundārā metabolisms un antibiotiku ražošana. 0.5h.
1.9. Mikroorganismu barošanās un augšana. Substrātu izmantošana. Autohtonais un zimigēnais, oligotrofais, kopiotrofais barošanās veids un r – K stratēģija. Oglekļa savienojumi augsnē to sastāvs.. Augu šūnapvalku ogļhidrāti, olbaltumvielas un sekundārie savienojumi. Saknes un sakņu eksudāti. 1h.
1.10. Augsnes organiskās vielas. Augsnes organisko vielu veidošanās. 0.5 h.
1.11. Slāpekļa pārvērtības. Slāpekļa mineralizācija un imobilizācija.
Nitrifikācija. Denitrifikācija. Slāpekļa pārvērtību vides kontrole. Bioloģiskā atmosfēras slāpekļa fiksācija. Brīvi dzīvojošas N2 fiksējošās baktērijas. Asociējošās N2 fiksējošās baktērijas. Fototrofās baktērijas. Simbiotiskās N2-fiksējošās asociācijas starp pākšaugiem un gumiņbaktērijām. 1h.
1.12. Mikroorganismi augsnes neorganisko barības vielu un metālu bioģeoķīmiskajā ciklā. Augsnes fosfora un sēra cikli. Makroelementu un mikroelementu pārvietošanās augsnē. 0.5h.

2. Mikroorganismu darbība un pielietojums agrovidē.
2.1. Augu un mikroorganismu mijiedarbība. Vides faktori, kas ietekmē mijiedarbību.
Mikroorganismu un dzīvnieku mijiedarbība. Spurekļa mikrobioloģija. 0.5h.
2.2. Augsekas un zaļmēslojums. Kompostēšana. Sintētisko un dabisko savienojumu izmantošana augsnes organismu asociāciju sastāva vai funkciju modificēšanai. Vietējo un ieviesto mikroorganismu darbība. Bioloģiskās slāpekļa saistīšanas biotehnoloģija. Mikrobu populāciju kā bioloģiskās kontroles līdzekļu pārvaldība. 1h.
2.3. Dzīvnieku barības mikrobioloģija. Mikroorganismi lauksaimniecības produktu ražošanā, konservēšanā. 1h.
2.4. Mikroorganismu nozīme vides biotehnoloģijā. 0.5 h.

II. Laboratorijas darbi 30h.
1) Mikrobioloģiskās metodes, kuras izmanto mikroorganismu izpētei. Mikroorganismu izpētei lietojamais laboratorijas aprīkojums. Mikrobu augšanas novērtēšana, tīrkultūru izolēšana. Tīrkultūru saglabāšana un pārbaude. 6 h.
2) Baktēriju, mikroskopisko sēņu paraugu sagatavošana un mikroskopija. 4 h.
3) Mikroorganismu kontrole ar fizikāliem līdzekļiem: temperatūra, filtrēšana. Ķīmiski un pretmikrobu līdzekļi. Selektīvu barotņu izmantošana mikroorganismu izolēšanai. 10 h.
4) Ievads lauksaimnieciski nozīmīgu mikroorganismu izpētē: 10 h.
- mikroorganismi kā vides komponenti, barības vielu cikliskie procesi;
- mikroorganismu mijiedarbība;
- mikroorganismu un augu mijiedarbība;
- mikroorganismu pielietojums bioremedicācijā;
- mikroorganismi lauksaimniecības produktu ražošanā, konservēšanā.

Semināri 14 h.
- Mikroorganismu kultivēšanas metodes. Barības vides izvēles principi;
- Baktēriju un sēņu šūnas uzbūve. Mikroskopēšana;
- Mikroorganismu darbību ierobežojošie paņēmieni.Sterilizēšanas metodes;
- Ķīmiskie mikroorganimu darbību ietekmējošie līdzekļi;
- Dažādu mikroorganimu grupu mijiedarbība;
- Mikroorganimu un augu miniedarbība;
- Mikroorganismu loma vides bioremedicācijā;
- Mikroorganismi pārtikā un lopbarībā.

Prasības kredītpunktu iegūšanai

Lai nokārtotu kursu, studentam ir sekmīgi jāuzraksta starpposma un gala pārbaudījumi. Jāapmeklē visi laboratorijas darbi un jāpiedalās semināros par laboratorijas darbu rezultātiem.

Studējošo patstāvīgo darbu organizācijas un uzdevumu raksturojums

Patstāvīgais darbs 79 h.
Laboratorijas darbu atskaišu noformēšana un iegūto rezultātu izskaidrošana. Patstāvīgais darbs sagatavojoties kontroldarbiem un semināriem.

Studiju rezultātu vērtēšanas kritēriji

Gala atzīmes veidojas no vidējā vērtējuma kontroldarbos, gala pārbaudījuma rezultātiem. Jābūt ieskaitītiem visiem laboratorijas darbiem un semināriem.

Obligātā literatūra

Microbiology for Sustainable Agriculture, Soil Health, and Environmental Protection. Edited by D. K. Verma. Oakville, ON; Waretown, NJ: Apple Academic Press, 2019. 400 p.
Soil microbiology. R. L. Tate. New York: Wiley & Sons, 1995. 398 p.
Microbiology: principles and explorations / Jacquelyn G. Black; contributor, Laura J. Black. 8th ed., Wiley Chichester: John Wiley & Sons [distributor], 2013.

Papildliteratūra

Environmental microbiology. Ed. R. M. Maier, I L. Pepper, C. P. Gerba. 2nd ed. Burlington ... [ect.]: Elsevier/Academic Press, 2009. 598 p.

Periodika un citi informācijas avoti

Žurnāls:
- Microbiology / Society for General Microbiology;
- Frontiers in Microbiology;
- Applied Soil Ecology.

Piezīmes

LPTF Akadēmiskā bakalauru studiju programma “Ilgtspējīga lauksaimniecība” specializācijas virziena Ilgtspējīga augu produkcijas ražošana 2.semestra pilna laika studijās