Recomandări metodice generale
Obiectivele generale ale programului de doctorat în Microbiologie sunt de a forma cercetători autonomi în domeniul dat, capabili de a efectua cercetări originale, de a prezenta rezultatele la manifestări ştiinţifice şi de a le publica în reviste recenzate. Doctorandul trebuie să ştie să emită o ipoteză şi să traseze căile de verificare experimentală a ei, să posede abilităţile tehnice necesare unei cariere de cercetător, să-şi dezvolte o excelentă capacitate de analiză şi interpretare a rezultatelor obţinute.
Conţinutul cursului
Tema I. Obiectul microbiologiei, definiţie, încadrare taxonomică.
- Definiţia ştiinţei microbiologice şi importanţa ei.
- Bacteriile, protozoarele, algele şi fungii – obiecte de studiu ale microbiologiei.
- Clasificarea disciplinelor microbiologice în corespundere cu preponderenţele obiectelor de studiu (algologia, micologia, bacteriologia, virusologia etc.); metodelor utilizate (citologia, fiziologia, biochimia, genetica microorganismelor); destinaţiei cercetărilor (microbiologie generală, medicală, industrială, agricolă etc.), mediului de viaţă (microbiologia apei, solului, geologică, cosmică etc.). Specificitatea cercetărilor, problemele teoretice şi implicaţiile practice ale ramurilor microbiologiei.
- Ediţii periodice de microbiologie.
Tema II. Principalele etape ale dezvoltării cunoştinţelor despre microbi
- Descoperirea microorganismelor de Antony van Leeuwenhoek (1632-1723);
- Louis Pasteur (1822—1895) – fondatorul microbiologiei contemporane.
- Importanţa lucrărilor lui R. Koch (1843—1910 ) şi I.Mecinikov (1845—1916) pentru apariţia şi dezvoltarea microbiologiei medicale. Dezvoltarea imunologiei ca ştiinţă.
- S. Vinogradskii şi M. Beierink – fondatorii direcţiei ecologice a microbiologiei.
- Descoperirea virusurilor de către D.Ivanovskii. Dezvoltarea virusologiei ca ştiinţă.
- Succesele microbiologiei în secolul XX. Cercetările în domeniul biochimiei microorganismelor (А. Kluyver 1888—1956 şi С. van Niel, 1897–1985).
- Perioada microbiologiei moderne(a II-a jumătate a sec.XX).
- Dezvoltarea microbiologiei în Republica Moldova.
Tema III. Locul microorganismelor în ierarhia formelor vii. Diversitatea microorganismelor
- Locul microorganismelor în diferite sisteme de clasificare a organismelor vii.
- Deosebirile esenţiale între forma eucariotă, procariotă şi acelulară de organizare a materiei vii.
- Diversitatea microorganismelor. Principiile de clasificare a microorganismelor. Utilizarea biologiei moleculare în taxonomia microorganismelor.
- Protozoarele, microalgele, micromicetele: particularităţile de structură şi dezvoltare, modul de viaţă, nutriţia, înmulţirea.
- Caracterele distinctive ale eubacteriilor şi arhebacteriilor.
- Grupele particulare de microorganisme: richetsiile, chlamidiile, micoplasmele, spirochetele, mixobacteriile, actinomicetele, cianobacteriile.
- Principiile clasificării microorganismelor după Bergey.
- Virusurile şi bacteriofagii. Structura, clasificarea, rolul biologic.
- Semnificaţia practică şi teoretică a taxonomiei microorganismelor.
Tema Morfologia celulei bacteriene
- Metode de microscopie: fotonică, luminiscentă, cu contrast de fază, cu baleaj, electronică.
- Forma, amplasarea în spaţiu şi dimensiunile celulelor bacteriene.
- Ultrastructura bacteriilor: elementele obligatorii şi facultative.
- Caracteristica şi rolul peretelui bacterian. Peretele celular al eubacteriilor gram+ şi gram-, al arhebacteriilor. Protoplaştii şi sferoplaştii.
- Membrana citoplasmatică şi matricea citoplasmatică a celulei procariote.
- Genomul celulei procariote. Nucleoid şi plasmide.
- Structurile extracelulare bacteriene: capsula, cilii, flagelii, pilii.
- Diferenţierea morfologică a celulelor bacteriene. Endo- şi exosporii, cistele, bacteroizii, heterocistele, achinetele, hormogoniile- formarea şi rolul lor biologic.
- Afinitatea tinctorială a bacteriilor. Coloraţia cu albastru de metilen, coloraţia Gram şi coloraţia Ziehl-Neelsen.
Tema V. Fiziologia şi metabolismul bacterian
- Fiziologia bacteriană (compoziţia chimică a celulei bacteriene)
- Echipamentul enzimatic al microorganismelor. Clasificarea enzimelor, exemple.
- Metabolismul constructiv (de sinteză) şi energetic la bacterii.
- Caracteristica generală a metabolismului constructiv la procariote. Clasificarea microorganismelor după necesităţile nutritive.
- Procesele biosintetice ale microorganismelor. Biosinteza proteinelor, glucidelor, lipidelor, mononucleotidelor şi specificul căilor de biosinteză a lor la diferite grupuri de microorganisme.
- Metabolismul energetic al microorganismelor. Caracteristica generală a proceselor energetice la procariote.
- Respiraţia, fermentarea şi fotosinteza – trei forme de obţinere a energiei. Definirea noţiunilor de aerob, anaerob, aerotolerant, microaerofil.
Tema VI.Creşterea si multiplicarea bacteriilo
- Creşterea bacteriilor.
- Multiplicarea bacteriilor.
- Cultura bacteriană. Colonia bacteriană şi caracterele ei de cultură. Caracterele enzimatice ale culturilor bacteriene.
- Curba de creştere a bacteriilor.
- Medii de cultură: clasificarea şi caracteristica lor.
Tema VII. Acţiunea factorilor externi asupra multiplicării şi creşterii microorganismelor
- Acţiunea factorilor fizici asupra bacteriilor: temperatura, presiunea osmotică, pH-ul, radiaţiile şi ultrasunetele, filtrarea.
- Acţiunea factorilor chimici asupra bacteriilor. Agenţi neselectivi (antisepticele şi dezinfectantele) şi selectivi (antibioticele şi chimioterapicele).
- Mecanismul de acţiune al agenţilor antimicrobieni. Clasificarea antibioticelor după mecanismul de acţiune.
- Mecanismele rezistenţei la agenţi antimicrobieni.
Tema VIII.Genetica microorganismelor
- Microorganismele – obiect de studiu al geneticii.
- Particularităţi ale organizării materialului genetic la bacterii.
- Nucleoidul procariot: structura, funcţiile.
- Formaţiuni genetice extracromozomiale: plasmide, episomi, secvenţe de inserţie, transpozoni. Structura, clasificarea şi utilizarea lor practică.
- Citogenele şi prionii.
- Variabilitatea la bacterii. Mutaţia si adausul de material genetic.
- Recombinarea la bacterii: conjugarea, transformarea, transducţia.
- Bacteriofagul. Structura morfologică. Relaţiile dintre bacteriofag şi bacterie. Ciclul litic şi ciclul lizogen.
- Importanta practica a cunoaşterii geneticii bacteriene.
Tema IX.Ecologia microorganismelor
- Rolul microorganismelor în fluxul de energie în ecosisteme, lanţuri şi reţele trofice.
- Mobilitatea microorganismelor şi taxiile.
- Microorganismele solului şi implicaţiile practice ale activităţii lor.
- Atmosfera ca habitat pentru microorganisme.
- Microflora apelor. Rolul microorganismelor în bazinele acvatice naturale. Microbiologia apelor reziduale. Tehnologii de tratare aerobă şi anaerobă a apelor uzate. Autoepurarea apelor poluate.
- Microbiota normală a organismelor animale. Colonizarea şi succesiunea microorganismelor la om. Microbiota din rumen. Probioticele. Gnotobioza şi animalele gnotobiotice.
- Activitatea biogeochimică a microorganismelor.
- Circuitul biogeochimic al azotului. Fixarea biologică a azotului. Îngrăşăminte bacteriene. Mineralizarea azotului organic din sol: amonificarea, nitrificarea, denitrificarea.
- Rolul microorganismelor în circuitul carbonului. Microorganisme celulozolitice, chitinolitice, ligninolitice.
- Circuitul sulfului şi ferului în natură. Principalele grupuri de microorganisme ce participă la transformările sulfului. Particularităţile fiziologice ale microorganismelor ce participă la transformarea ferului.
- Activitatea geologică a microorganismelor. Transformările microbiene ale mineralelor. Recuperarea metalelor prin acumulare de către microorganisme. Rolul microorganismelor în formarea zăcămintelor de petrol şi de cărbune.
- Biodegradarea şi biodeteriorarea microbiană. Degradarea şi transformarea microbiană a substanţelor xenobiotice.
- Relaţiile ecologice dintre microorganisme. Interacţiuni pozitive (comensalismul, amensalismul, mutualismul) şi negative (competiţia, parazitismul, antibioza).
- Relaţiile ecologice dintre micro- şi macroorganisme.
- Simbioza microorganismelor cu nevertebratele. Simbiozele fixatoare de azot molecular. Lichenii – produsul unei asocieri simbiotice. Micorizele şi rolul lor în biologia plantelor.
- Prădarea în lumea microbilor şi semnificaţia ei biologică.
- Parazitismul. Microorganismele patogene. Clasificarea microorganismelor patogene. Maladiile omului, plantelor şi animalelor provocate de microorganisme.
- Patogenitatea şi virulenţa. Toxinele bacteriene.
- Diagnosticul bacteriologic şi imunologic. Răspunsul imun al organismului uman.
Tema X. Aspecte practice ale microbiologiei.
- Utilizarea activităţii biochimice a microorganismelor în industrie. Obţinerea proteinelor, vitaminelor, lipidelor, enzimelor etc.
- Tehnologii bazate pe procese fermentative. Drojdiile în industria alimentară. Utilizarea microorganismelor la pregătirea produselor lactate.
- Conservarea şi păstrarea produselor alimentare.
- Microorganismele în agricultură. Metode biologice de protecţie a plantelor. Utilizarea microorganismelor în calitate de fertilizatori şi stimulatori de creştere a plantelor.
- Utilizarea microorganismelor în producerea preparatelor farmaceutice. Principalele grupuri de microorganisme producătoare de antibiotice.
- Utilizarea microorganismelor în domeniul ingineriei genice.
- Microorganismele şi protecţia mediului. Microorganismele în calitatea de indicatori ai poluării solului şi apelor. Rolul microorganismelor în descompunerea poluanţilor mediului ambiant. Utilizarea microorganismelor în bioremedierea mediului ambiant.
- Microorganismele şi producerea energiei.
Bibliografia recomandată:
- Debeleac Lucia, Popescu-Drânda M.C. Microbiologie, Bucureşti: Editura medicală Amaltea, 1994.
- Moldoveanu D., Militaru C., Moldoveanu Iulia. Microbiologie şi inginerie genetică, Bucureşti: Fiat Lux, 2001.
- Rudic V., Dencicov-Cristea Lidia, Microbiologie generală, Chişinău, 2007.
- ZarneaG., Tratat de Microbiologie Generală, vol.I, II, III, IV, V, Bucureşti: Editura Academiei, 1994.
- Генкель П. Микробиология с основами вирусологии, Москва «Просвещение», 1974.
- Громов Б.В. Строение бактерий, Ленинград « И-во Ленинградского Ун-та», 1985.
- Гусев М., Минеева Л., Микробиология, Москва «И-во Московского Университета», 1992.
- Ленинджер А.Основы биохимии, М: «Мир», 1985.
- Инге-Вечтомов С. Цитогены и прионы: Цитоплазматическая наследственность без ДНК? Соросовский образовательный журнал, №5, 1996, стр. 11-18
- Шлегель Г. Общая микробиология. М: «Мир», 1987.
- Экология микроорганизмов. Учебник для студентов ВУЗов под ред.А.И.Нетрусова. Москва. Academia. 2004.