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

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ ПРЕПОДАВАТЕЛЕЙ

к практическому занятию № 9

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

по программе дисциплины «Микробиология, вирусология»

по специальности - 31.05.01. «Лечебное дело» (уровень специалитета)

курс 2, семестр 4

Составитель: Зайцева Е.А., д.м.н., профессор кафедры Рецензент: Шаркова В.А., д.м.н., профессор, заведующая кафедрой

Владивосток - 2016

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

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

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

Цели занятия.

3.1. Общая цель: изучения темы направлено на формирование компетенций по ФГОС специальности (компетенции, которые формируются на данном занятии - ОПК-9).

3.2. Конкретные цели и задачи. Знакомство с экологической микробиологией, особенностями наследственности и видами изменчивости микробов, их теоретическим и практическим значением, использованием в современной медицинской науке и практике (ПК-22)..

При этом задачами дисциплины являются:

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

- обучение студентов навыкам практического применения знаний по изменчивости бактерий,

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

В результате изучения темы студенты должны:

I уровень - «иметь представление» об экологической микробиологии, особенностях наследственности, дать качественное описание видов изменчивости микробов, уметь объяснить их теоретическое и практическое значение

II уровень - «Знать» - обучающийся должен знать вопросы экологической микробиологии, о составляющих микробиоценозы человека, о наследственности и формах изменчивости микробов, практическом применении в практике врача этих знаний, практическом применении методов генетики в народном хозяйстве, биологии, медицине.

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

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

Ориентировочная основа действия (ООД) для проведения практического занятия (курация, выполнение лабораторной работы и т.д.).

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

2.Сформулировать цель занятия.

3.Контроль исходного уровня знаний.

4.Обсудить фенотипические формы изменчивости.

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

6.Разобрать схему получения половых генетических рекомбинант (дизентерийные бактерии F^- - реципиент с главными селективными признаками: Lac^-, Str(r); кишечные палочки F⁺ -донор с главными селективными признаками Lac⁺, Str(s).

-обосновать, на основании выше перечисленного, результат исследования.

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

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

- оценить явление реверсии,

- обеспечить обеззараживание инфекционного материала.

8. Разобрать механизм полимеразной цепной реакции (ПЦР).

Задания для контроля уровня сформированности компетенций в учебное время.

6.1. Вводный тестовый контроль с эталонами ответов

1. Материальной основой наследственности большинства микроорганизмов является:

а) ДНК

б) РНК

+в) обе НК

г) иное

2. В основной генетический аппарат микроорганизмов не входит

а)ДНК
б) РНК

в) плазмиды

+г)лизосомы

3. Изменчивость микробов используется:

а) в диагностике

б) в оценке чувствительности к антибиотикам

в) в создании вакцин

+ г) во всем перечисленном

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

а) жгутиков

б) фимбрий

+ в) пилей

г) ворсинок

5. Плазмиды – это:

+а) внехромосомные генетические структуры бактерий

б) разновидность включений в цитоплазму

в) аналог плазматического ретикулума

г) все перечисленное

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

+а) модификационной

б) неопределенной

в) комбинативной

г) мутационной

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

а) нуклеокапсидом

б) транспозоном

+в) нуклеоидом

г) нуклеосомой

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

а) трансдукцией

+б) конъюгацией

в) трансформацией

г) модификацией

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

+а) круглые, гладкие, с ровными краями

б) шероховатые, с неровными краями;

в) зернистые

г) бугристые

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

а) круглые, гладкие, с ровными краями

+б) шероховатые, с неровными краями;

в) все выше перечисленное

г) ни одно из указанного

Приложение 1

Приложение 3

Приложение 4

Приложение №5

СХЕМА ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛОВЫХ ГЕНЕТИЧЕСКИХ РЕКОМБИНАНТ

- дизентерийные бактерии F^- - реципиент с главными селективными признаками: Lac^-, Str(r);

- кишечные палочки F⁺ -донор с главными селективными признаками Lac⁺, Str(s);

- минимальная среда (голодная, солевая);

- стрептомицин в порошке;

- 1% раствор лактозы;

- эозин - метиленовый индикатор.

Этапы проведения эксперимента:

- стандартизация скрещиваемых культур по Пехову А. и Абидову А.
Реципиент F^-- I млрд. мт/1 мл.

Донор - 250 млн. мт/мл,

- скрещивание культур путем приготовления бактериального кросса F⁺: F^-в соотношении 4:1,

- инкубация в термостате для конъюгации, 1 час при +37С⁰,

- готовят минимальную среду с селективными добавками и индикатором: расплавить, остудить до +45С⁰, добавить 150 ЕД/мл стрептомицина, 1% лактозы и индикатор эозин 0,4 мг/мл +метиленовая синь 0,065 мг/мл,

- высевают на среду бактериальную смесь кросса и отдельно - исходные культуры на селективные среды,

- инкубировать в термостате при +37С⁰ 1-5 суток,

- учет-обнаружение и изучение половых гибридов. На селективной среде они вырастают только в виде цветных колоний, поскольку рекомбинанты унаследовали от донора признак Lact +, а от реципиента – Str(r).

Приложение 6

ОСНОВНЫЕ ПЛАЗМИДЫ БАКТЕРИЙ

Плазмиды - это автономно воспроизводящиеся, функционирующие и самостоятельно передаваемые гены, расположенные либо в цитоплазме (эписомы), либо интегрированы в хромосоме, кодирующие и реализующие определенные признаки.

Название плазмиды	Функции плазмид
Lis+ /Let+/ лизогении	Профаг, ген потенциальной летальности бактерии
tох+ токсигенности	Определяет токсигенность
Со1+ колициногении	Бактериоциногения у E.coli
Pest+ пестициногении	Бактериоциногения у Y . pestis
Наеm+ гемолитичности	Гемотоксичность

Приложение 7