Дисципліна: Фізико-хімічні методи аналізу в мікробіології

Обсяг дисципліни, годин (кредитів ЄКТС): 120 (4).

Мета дисципліни:

- засвоєння студентами основних теоретичних положень мікроскопічних методів: фазово-контрастної, люмінесцентної, електронної мікроскопії, методів препаративного та аналітичного центрифугування, центрифугування в градієнті концентрації;

- розширення та удосконалення знань про методи тонкошарової, іоно-обмінної, афінної, газо-рідинної хроматографії високого тиску, загальні та спеціальні методи електрофореза;

- засвоєння основних теоретичних положень спектрофотометрії видимого та ультрафіолетового діапазону, методів ЯМР, ІЧ, електронної, ЕПР і мас-спектроскопії, одержання практичних навичок з інтерпретації відповідних спектрів і їх використання для встановлення складу і будови досліджуваних сполук.

Завдання дисципліни:

- сформувати уявлення та засвоїти основні принципи мікроскопічних методів: фазово-контрастної, люмінесцентної, електронної мікроскопії, методів препаративного та аналітичного центрифугування, центрифугування в градієнті концентрації;

- засвоїти та удосконалити знання про методи тонкошарової, іоно-обмінної, афінної, газо-рідинної хроматографії високого тиску;

- мати уявлення про загальні та спеціальні принципи методу електрофореза;

- засвоїти основні положення спектрофотометрії видимого та ультрафіолетового діапазону, методів ЯМР, ІЧ, електронної, ЕПР і мас-спектроскопії.

Попередні умови для вивчення даної дисципліни: Успішне опанування курсів «Фізика», «Хімія біоорганічна в галузі», «Біохімія», «Математичні методи в біології», «Інформаційні технології в галузі».

Навчальні цілі дисципліни полягають у формуванні у студентів:

інтегративної компетентності:

Здатність вирішувати завдання в галузі мікробіології та імунології, що передбачає застосування теорій природничих наук та фізико-хімічних методів і характеризується комплексністю та невизначеністю умов.

загальних компетентностей:

ЗК 2. Здатність зберігати та примножувати моральні, культурні, наукові цінності і досягнення суспільства на основі розуміння історії та закономірностей розвитку предметної області, її місця в загальній системі знань про природу і суспільство та в розвитку суспільства, техніки і технологій, використовувати різні види та форми рухової активності для активного відпочинку та ведення здорового способу життя.

ЗК 3. Здатність застосовувати знання у практичних ситуаціях.

ЗК 4. Здатність до пошуку, оброблення та аналізу інформації з різних джерел.

ЗК 7. Здатність вчитися й оволодівати сучасними знаннями.

ЗК 8. Здатність до абстрактного мислення, аналізу і синтезу.

фахових компетентностей:

ФК 1. Здатність застосовувати знання та вміння з математики, фізики, хімії та інших суміжних наук для вирішення конкретних біологічних завдань.

ФК 2. Здатність демонструвати базові теоретичні знання в галузі біологічних наук та на межі предметних галузей.

ФК 3. Здатність досліджувати різні рівні організації живого, біологічні явища і процеси.

ФК 4. Здатність здійснювати збір, реєстрацію і аналіз даних за допомогою відповідних методів і технологічних засобів у польових і лабораторних умовах.

ФК 11. Уявлення про роль мікроорганізмів у біотрансформації органічних і неорганічних речовин.

Програмні результати навчання:

ПРН 6. Застосовувати моделі, методи і дані фізики, хімії, екології, математики у процесі навчання та забезпечення професійної діяльності.

ПРН 8. Знати та розуміти основні терміни, концепції, теорії і закони в галузі біологічних наук і на межі предметних галузей.

ПРН 11. Розуміти структурну організацію біологічних систем на молекулярному рівні.

ПРН 12. Демонструвати знання будови, процесів життєдіяльності та функцій живих організмів, розуміти механізми регуляції фізіологічних функцій для підтримання гомеостазу біологічних систем.

ПРН 14. Аналізувати взаємодії живих організмів різних рівнів філогенетичної спорідненості між собою, особливості впливу різних чинників на живі організми та оцінювати їхню роль у біосферних процесах трансформації речовин і енергії.

ПРН 15. Аналізувати форми взаємовідносин між мікро- та макроорганізмами з визначенням основних напрямів цих процесів.

ПРН 19. Застосовувати у практичній діяльності методи визначення структурних та функціональних характеристик біологічних систем на різних рівнях організації.

ПРН 20. Аргументувати вибір методів, алгоритмів планування та проведення польових, лабораторних, клініко-лабораторних досліджень, у т.ч. математичних методів та програмного забезпечення для проведення досліджень, обробки та представлення результатів.

ПРН 24. Аналізувати фізико-хімічні властивості та функціональну роль біологічних макромолекул і молекулярних комплексів живих організмів, характер взаємодії їх із іонами, молекулами і радикалами, їхню будову й енергетику процесів.

ПРН 27. Володіти спеціальними мікробіологічними методами досліджень.

ПРН 29. Застосовувати препаративні та аналітичні фізико-хімічні методи в комплексних мікробіологічних дослідженнях.

В результаті вивчення дисципліни студент повинен

знати:

- характеристики, особливості та можливості практичного використання мікроскопічних методів: фазово-контрастної, люмінесцентної, електронної мікроскопії, методів препаративного та аналітичного центрифугування, центрифугування в градієнті концентрації;

- розширити та удосконалити знання про методи тонкошарової, іоно-обмінної, афінної, газо-рідинної хроматографії високого тиску;

- загальні та спеціальні методи електрофореза;

- основні теоретичні положення спектрофотометрії видимого та ультрафіолетового діапазону, методів ЯМР, ІЧ, електронної, ЕПР і мас-спектроскопії.

вміти:

- здійснювати інтерпретацію методів препаративного та аналітичного центрифугування, центрифугування в градієнті концентрації;

- застосовувати методи тонкошарової, іоно-обмінної, афінної, газо-рідинної хроматографії високого тиску;

- застосовувати метод електрофореза;

- застосовувати спектрофотометрію видимого та ультрафіолетового діапазону, методи ЯМР, ІЧ, електронну, ЕПР і мас-спектроскопію, ЯМР, ІЧ, електронну, ЕПР і мас-спектроскопію.

Зміст дисципліни (тематика):

Змістовий модуль 1. Методи розділення, очистки та ідентифікації клітин

Тема 1. Загальна характеристика фізико-хімічних методів дослідження та їх практичне використання.

Тема 2. Загальні уявлення про методи світової, електронної мікроскопії.

Тема 3. Основні принципи розподілу речовин за використання хроматографічних методів.

Тема 4. Застосування методів центрифугування для розділення клітинних органел та частинок.

Змістовий модуль 2. Аналітичні методи дослідження клітин

Тема 1. Спектрофотометричні методи.

Тема 2. Спектрометричні методи досліджень.

Тема 3. Радіоізотопні методи.

Тема 4. Потенціометричні та електрометричні методи.

Види робіт: Види робіт: лекції, практичні, самостійна робота, контрольні завдання.

Форма підсумкового контролю: залік.