"Μικροβιολογία του εδάφους" - μάθημα 25.000 ρούβλια. από το MSU, εκπαίδευση 4 εβδομάδες. (1 μήνας), Ημερομηνία: 2 Δεκεμβρίου 2023.

1. Ιστορία ανάπτυξης και κύριες κατευθύνσεις της σύγχρονης μικροβιολογίας του εδάφους.
Περιγραφική περίοδος στην ιστορία της μικροβιολογίας.
Φυσιολογικό στάδιο στην ανάπτυξη της μικροβιολογίας.
Μελέτες των Louis Pasteur και Robert Koch. Ανακάλυψη της χημειοσύνθεσης από τον S.N. Βινόγκραντσκι. Ο ρόλος των μικροβιακών κοινοτήτων σε διάφορους φυσικούς οικοτόπους. Ανάπτυξη εδαφολογικής αλγολογίας και μυκητολογίας (E.A. Shtina, M.M. Gollerbakh, T.G. Mirchink). Μικροβιολογική μέθοδος παραγωγής αμινοξέων (N.A. Krasilnikov).

2. Βασικές μέθοδοι έρευνας στη μικροβιολογία του εδάφους.
Μικροσκοπία (φωτός, φθορισμός, ηλεκτρονικό μικροσκόπιο).
Αναλυτικές μέθοδοι (φυσιολογικές, βιοχημικές, γενετικές, μοριακές βιολογικές). Μέθοδοι απομόνωσης καθαρών καλλιεργειών και καλλιέργειας μικροοργανισμών του εδάφους.
Εκλεκτικές μέθοδοι καλλιέργειας. Θρεπτικά μέσα και συνθήκες ανάπτυξης μικροοργανισμών. Μέθοδοι αποστείρωσης.

3. Κύρια αντικείμενα μελέτης εδαφικών χλωρίδας.
Χαρακτηρισμός των κύριων ομάδων ευκαρυωτικών οργανισμών που περιλαμβάνουν τη χλωρίδα του εδάφους – φύκια, ζώα του εδάφους, μύκητες, λειχήνες – και ο ρόλος τους σε φυσικούς οικοτόπους. Χαρακτηρισμός ειδικών χαρακτηριστικών της οντογένεσης μεμονωμένων ομάδων εδαφικών οργανισμών.

4. Μορφολογία μικροοργανισμών. Σύγχρονη ταξινόμηση μικροοργανισμών.
Δομή και σύνθεση του προκαρυωτικού κυττάρου. Μέγεθος, σχήμα και ομαδοποίηση των κυττάρων. Αναπαραγωγή και ανάπτυξη προκαρυωτών. Ιοί και φάγοι.
Βασικές αρχές της σύγχρονης ταξινόμησης μικροοργανισμών.

5. Βιοσυνθετικές διεργασίες σε μικροοργανισμούς.
Ενεργειακές διεργασίες σε μικροοργανισμούς. Γενικό σχήμα καταβολισμού. Τύποι ζύμωσης γαλακτικού οξέος, βουτυρικού οξέος και αλκοόλης. Αναερόβια και αερόβια αναπνοή.

6. Αφομοίωση άνθρακα.
Διαδικασίες στερέωσης άνθρακα. Σχηματισμός μεθανίου. Οξείδωση μεθανίου. Αποσύνθεση σύνθετων οργανικών ουσιών χωρίς άζωτο (κυτταρίνη, λιγνίνη, πηκτίνη, άμυλο κ.λπ.) από μικροοργανισμούς. Σχηματισμός χούμου. Χρήση φωτεινής ενέργειας από αλοβακτήρια.

7. Μεταβολισμός αζώτου.
Βιολογική δέσμευση αζώτου. Βιοχημεία δέσμευσης αζώτου. Οι μικροοργανισμοί είναι ικανοί να δεσμεύουν το άζωτο.
Σημασία της διαδικασίας δέσμευσης αζώτου. Βακτηριακά παρασκευάσματα με βάση τα βακτήρια των όζων. Οξείδωση αμμωνίας και νιτρωδών. Απονιτροποίηση και μείωση νιτρικών αλάτων.

8. Κύκλος θείου. Μετασχηματισμοί φωσφόρου, σιδήρου, μαγγανίου και άλλων στοιχείων από μικροοργανισμούς.
Σχηματισμός υδρόθειου κατά την αναγωγή του θείου.
Θειϊκή αναπνοή. Μαγνητικά βακτήρια. Ετεροτροφικά βακτήρια οξειδωτικά σιδήρου. Μαύροι καπνιστές. Οξείδωση σιδηρούχου σιδήρου. Μεταλλοποίηση οργανοφωσφορικών ενώσεων. Μεταβολισμός αλουμινίου.

9. Ανταγωνιστική δράση και αντοχή στα αντιβιοτικά μικροοργανισμών.
Δευτερογενείς μεταβολίτες μικροοργανισμών. Τι είναι τα αντιβιοτικά; Εξελικτική σημασία, ταξινόμηση και τομείς εφαρμογής των αντιβιοτικών. Αντοχή μικροοργανισμών στα αντιβιοτικά και μέθοδοι προσδιορισμού της αντιβιοτικής δράσης των μικροοργανισμών.

10. Δράση φυσικών και χημικών παραγόντων σε μικροοργανισμούς.
Ιδιαιτερότητα του εδάφους ως οικοτόπου.
Επιδράσεις οξύτητας του μέσου (pH), θερμοκρασία, υδροστατική πίεση, παρουσία οξυγόνου, ακτινοβολία, δραστηριότητα νερού σε μικροοργανισμούς. Προσκόλληση μικροοργανισμών και δραστηριότητα προσκολλημένων κυττάρων. Αέρια φάση εδαφών, ανάπτυξη μικροοργανισμών σε μεμβράνες και τριχοειδή αγγεία.

11. Οι μικροοργανισμοί ως αντικείμενα βιοτεχνολογίας.
Πρακτική εφαρμογή μικροοργανισμών. Χρήση μικροοργανισμών στην παραγωγή τροφίμων (kvass, μπύρα, κρασί, τυρί, ψωμί κ.λπ.). Παραγωγή μεμονωμένων χημικών ουσιών (ορμόνες, αντιβιοτικά, διεγερτικά ανάπτυξης φυτών).
Έκπλυση μετάλλων από μεταλλεύματα. Βιοαποκατάσταση φυσικών αντικειμένων μολυσμένων με λάδι. Αρνητική δραστηριότητα των μικροοργανισμών σε σχέση με τις ανθρώπινες δραστηριότητες (καταστροφή τροφίμων, μικροβιακή διάβρωση βιομηχανικών εγκαταστάσεων, μικροβιακή μόλυνση του εδάφους,
νερό, ατμόσφαιρα, παθογένεια σε ανθρώπους, ζώα και φυτά).

12. Βασικές αρχές βιολογικής ένδειξης και διάγνωσης εδαφών. Αλληλεπιδράσεις μεταξύ οργανισμών.
Εδαφοαλγολογική ένδειξη. Βιολογική ένδειξη ρύπανσης του εδάφους και αυτοκαθαρισμός του εδάφους. Ένδειξη λειχήνων.
Μικροοργανισμοί ριζόσφαιρας και ριζοπλάνου.
Μυκόρριζοι μύκητες.