UČNI NAČRT Srednje splošno izobraževanje 41:70



MIKROBIOLOGIJA /

Tehniška gimnazija //

Tehniška gimnazija s slovenskim 25

0

učnim jezikom na narodno mešanem 2

.

9

območju v slovenski Istri .

4

2



1

UČNI NAČRT

IME PREDMETA: mikrobiologija

Izobraževalni program tehniške gimnazije, izobraževalni program tehniške gimnazije s slovenskim učnim jezikom na narodno mešanem območju v slovenski Istri:

obvezni predmet (210 ur)



PRIPRAVILA PREDMETNA KURIKULARNA KOMISIJA V SESTAVI: dr. Neža Čadež, Univerza v Ljubljani, Biotehniška fakulteta; Rok Demič, Biotehniški izobraževalni center Ljubljana; Jana Goršin Fabjan, Kmetijska šola Grm in biotehniška gimnazija Novo mesto; mag. Marjetka Kastelic Švab, Biotehniški center Naklo; Tjaša Klemen, Biotehniški izobraževalni center Ljubljana; Saša Kregar, Zavod RS za šolstvo; dr. Maja Paš, Univerza v Ljubljani, Biotehniška fakulteta; Tadeja Polajnar, Biotehniški center Naklo; Mateja Prus, Kmetijska šola Grm in biotehniška gimnazija Novo mesto; dr. Nataša Šink, Biotehniški center Naklo



JEZIKOVNI PREGLED: Mira Turk Škraba

OBLIKOVANJE: neAGENCIJA, digitalne preobrazbe, Katja Pirc, s. p.

IZDALA: Ministrstvo za vzgojo in izobraževanje in Zavod RS za šolstvo

ZA MINISTRSTVO ZA VZGOJO IN IZOBRAŽEVANJE: dr. Vinko Logaj

ZA ZAVOD RS ZA ŠOLSTVO: Jasna Rojc

Ljubljana 2025

SPLETNA IZDAJA



DOSTOPNO NA POVEZAVI:

https://eportal.mss.edus.si/msswww/datoteke/ucni_nacrti/2026/un-mikrobiologija_teh-teh_si.pdf





Kataložni zapis o publikaciji (CIP) pripravili v Narodni in univerzitetni knjižnici v Ljubljani

COBISS.SI-ID 250648067

ISBN 978-961-03-1133-1 (Zavod RS za šolstvo, PDF)





BESEDILO O SEJI SS


Strokovni svet RS za splošno izobraževanje je na svoji 245. seji, dne 19. 6. 2025, določil učni načrt mikrobiologija za izobraževalni program tehniške gimnazije in izobraževalni program tehniške gimnazije s slovenskim učnim jezikom na narodno mešanem območju v slovenski Istri.



PRIZNANJE AVTORSTVA – NEKOMERCIALNO – DELJENJE POD ENAKIMI POGOJI



Prenova izobraževalnih programov s prenovo ključnih programskih dokumentov (kurikuluma za vrtce, učnih načrtov ter katalogov znanj)





KAZALO


OPREDELITEV PREDMETA....................... 9 Interakcije mikroorganizmov z drugimi

mikroorganizmi, rastlinami in živalmi .... 36

Namen predmeta .................................... 9

Obrambni mehanizmi mikroorganizmov 37

Temeljna vodila predmeta ...................... 9

MIKROBNI EKOSISTEMI ........................... 38

Obvezujoča navodila za učitelje ............ 10

TEME, CILJI, STANDARDI ZNANJA.......... 11 mikroorganizmov .................................. 39 Okoljski pogoji za življenje

LASTNOSTI MIKROORGANIZMOV ............ 12 Nadzor rasti mikroorganizmov v različnih

Zgradba in delovanje mikrobne celice .. 12 okoljih ................................................... 40

Mikrobna rast in njen nadzor ................. 14 Mikroorganizmi v tleh ............................ 41

MIKROBNA EKOLOGIJA IN RAZNOLIKOST 15 Mikroorganizmi v vodi .......................... 42

Okoljska mikrobiologija .......................... 15 MIKROBIOM .............................................. 43

Skupine mikroorganizmov ..................... 17 Mikrobiota različnih delov telesa .......... 43

Identifikacija mikroorganizmov .............. 18 Probiotiki ............................................... 45

GENETIKA.................................................. 19 Metagenomika ...................................... 46

Povezava zgradbe in funkcije DNA in RNA HIDROPONIKA IN AKVAPONIKA ............... 47

.............................................................. 19 Pomen mikroorganizmov v akvaponičnem

Mehanizmi spreminjanja genskega zapisa sistemu ................................................. 47

.............................................................. 21 Metode spremljanja okoljskih dejavnikov

PATOGENI MIKROORGANIZMI IN IMUNSKI ............................................................. 49

SISTEM ..................................................... 22 Okoljski vidiki akvaponike ..................... 50

Povzročitelji bolezni .............................. 22 MIKROBIOLOGIJA FERMENTIRANIH

Mehanizmi odpornosti proti patogenom IZDELKOV .................................................. 51

............................................................. 24 Vpliv tehnoloških postopkov na

VPLIV MIKROORGANIZMOV NA EKOSISTEM fermentacijo mikroorganizmov .............. 51

................................................................. 26 Metode nadzora nad varnostjo in

Mikrobi in kroženje snovi ...................... 26 kakovostjo ............................................ 53

ŽIVILSKA MIKROBIOLOGIJA ..................... 28 PRILOGE ............................................... 54

Uporaba mikroorganizmov v živilstvu .. 28

NALEZLJIVE BOLEZNI PRI ČLOVEKU....... 30

Patogeni in njihovo širjenje ................... 30

Prepoznava patogenov in zdravljenje ... 31

ANALITSKE METODE V MIKROBIOLOGIJI,

MIKROORGANIZMI V BIOTEHNOLOGIJI .. 32

Analitske metode v mikrobiologiji ......... 32

Mikroorganizmi v biotehnologiji ............ 34

INTERAKCIJE MIKROORGANIZMOV Z

DRUGIMI MIKROORGANIZMI, RASTLINAMI

IN ŽIVALMI ................................................ 35





4


1

:

7

0

/

/

/

5

2

0

2

.

9

.

4

2



OPREDELITEV PREDMETA



NAMEN PREDMETA

Mikrobiologija je strokovni predmet v strokovni (tehniški) gimnaziji, smer biotehnologija, ki obsega 210 ur. S svojimi vsebinami nadgrajuje in povezuje znanja, ki jih dijaki pridobijo pri predmetih biotehnologija, laboratorijske vaje, biologija, kemija in fizika.

S svojimi vsebinami se teme, obravnavane pri predmetu mikrobiologija, navezujejo na biotehnologijo in v veliki meri na trajnostni razvoj. Mikrobiologija v povezavi z biotehnologijo dijakom ponuja razumevanje sodobnih problematik, kot so pomen naravnih virov, trajnostnega razvoja in rabe mikroorganizmov v krožnem gospodarstvu. Pri predmetu dijaki poglabljajo znanja o morfologiji in fiziologiji mikroorganizmov, njihovi rasti in pogojih za rast, genetiki, shranjevanju in gojenju mikrobnih kultur ter nadzoru nad njihovo rastjo. Ta znanja so pomembna za lažje razumevanje biotehnološkega procesa, katerega osnovni del je biokultura. S temi vsebinami se mikrobiologija povezuje s predmetom laboratorijske vaje, ki vključujejo izvajanje mikrobioloških, kemijskih in senzoričnih analiz ter načrtovanje, zaganjanje in spremljanje biotehnoloških procesov ter izolacijo produktov.

Učni načrt vključuje obvezne teme, ki jih učitelj obravnava v obsegu 140 ur. Poleg obveznih tem učni načrt vključuje tudi izbirne teme. Učitelj iz nabora izbirnih tem izbere dve v obsegu 70 ur.



TEMELJNA VODILA PREDMETA

Temeljno vodilo predmeta je, da vsebine mikrobiologije dajejo širšo podlago za študij naravoslovja, hkrati pa je poznavanje in razumevanje vloge in pomena mikroorganizmov pomemben del vseživljenjskega učenja, ki omogoča posamezniku odgovorno ravnanje in odločanje na osebni in družbeni ravni.

Pouk mikrobiologije je zasnovan na izkustvenem, problemskem in projektnem učenju. Tako zasnovan pouk mikrobiologije v šoli skrbi za razvoj celovite osebnosti, ki jo opredeljujejo kritičnost, ustvarjalnost, poštenost, vedoželjnost in svoboda misli ter samostojnost pri raziskovalnem delu. Da bi lahko uresničevali razvoj dijakov na vseh področjih in jim omogočili maksimalni možni napredek, pouk mikrobiologije povezujemo tudi z drugimi predmeti v tehniški gimnaziji.



9





4


1

:

7

0

/

/

Temeljno vodilo predmeta je, da mikrobiologijo vključuje v različne biotehnološke aplikacije v 52/

gospodarskih panogah, kot so medicina (mikroorganizmi kot povzročitelji bolezni in načini 0

2

.

preprečevanja širjenja bolezni), farmacija (izraba naravnih mehanizmov mikroorganizmov za 9

.

4

zaviranje rasti kompetitivnih organizmov, pomen probiotikov), kmetijstvo (pomen 2

mikroorganizmov v akvaponiki in hidroponiki) ter živilstvo (mikroorganizmi kot starterske kulture in kvarljivci živil).

S svojimi vsebinami se navezuje na biotehnologijo (znanje o genetiki in genski manipulaciji, znanje o vlogi mikroorganizmov pri proizvodnji živilskih proizvodov, v farmacevtski industriji in kmetijstvu), kemijo (znanja s področja analitskih metod v mikrobiologiji, znanja biokemije), laboratorijske vaje (izvajanje mikrobioloških analiz, spremljanje biotehnoloških procesov), biologijo (znanja o ekosistemih, biotski pestrosti, kroženju snovi v naravi, interakcijah med organizmih), fiziko in informacijsko tehnologijo (znanja o uporabi novih tehnologij, kot so uporaba bioinformatskih orodij analize bioloških molekul) ter nenehno spodbuja razvijanje spretnosti s področja ustvarjalnosti, inovativnosti in podjetnosti.



OBVEZUJOČA NAVODILA ZA UČITELJE

V predmetu mikrobiologija se prepletajo teoretična znanja, ki se povezujejo s praktičnim laboratorijskim delom, ki je raziskovalno naravnano. Del ur pouka je namenjen laboratorijskemu delu, ki omogoča dijakom predvsem razvoj kompetenc, ki so pomembne za raziskovalno delo ter večjo samostojnost pri delu, in s tem nalaga večjo odgovornost za rezultate njihovega dela. Učitelj po svoji presoji izbira vaje, s katerimi bo dosegal predvidene cilje.

Del ur predmeta je namenjen timskemu delu, načrtovanju, izvedbi, predstavitvi in vrednotenju laboratorijskega dela ter razvijanju strokovne terminologije. Dijaki razvijajo kritično mišljenje in se urijo v argumentiranem izražanju svojih stališč. Uporaba strokovne literature v tujem jeziku omogoča dijakom izgradnjo samozavesti tudi pri uporabi znanja drugega tujega jezika.

Izbira tem naj omogoča povezovanje znanja z drugimi predmeti, usmerjenost v reševanje avtentičnih problemov ter razvijanje transverzalnih veščin.



10





TEME, CILJI, STANDARDI ZNANJA


4


1

:

7

0

/

/

/



LASTNOSTI 5202.9.42

MIKROORGANIZMOV

OBVEZNO



OPIS TEME

Mikroorganizmi so oblike življenja, ki jih ne vidimo s prostim očesom. Ti mikroskopsko majhni organizmi so evolucijsko raznoliki in so posledično raznolikih oblik in zgradb. Kljub temu pa imajo celice skupne biološko pomembne molekule, ki sodelujejo v raznolikih bioloških procesih. Vse celice so metabolno aktivne, kar jim omogoča, da pridobivajo hranila iz okolja in jih pretvarjajo v gradnike celic in odpadne produkte. Med temi procesi pretvorbe substrata se tvori energija, ki podpira sintezo novih struktur. Kopičenje le-teh omogoča delitev celice na dve enaki celici. Mikrobna rast je posledica zaporednih ciklov celičnih delitev. Na hitrost mikrobne rasti vplivajo dejavniki okolja, ki jih moramo poznati, kadar mikroorganizme gojimo v laboratoriju ali želimo njihovo rast omejiti ali onemogočiti.



ZGRADBA IN DELOVANJE MIKROBNE CELICE



CILJI

Dijak:

O: spoznava zgradbo biološko pomembnih molekul in njihov vpliv na življenje celice;



(3.2.2.1)

O: nadgrajuje znanje o zgradbi evkariontske in prokariontske celice;



(4.3.2.1 | 4.3.1.1)

O: spoznava faze metabolizma in izlušči njihove bistvene značilnosti;

O: spoznava delovanje encimov v celici.



STANDARDI ZNANJA

Dijak:

» opiše zgradbo biološko pomembnih molekul, prepozna njihove osnovne enote in opiše vezi

znotraj molekul in med molekulami;

» razloži in poveže vlogo teh molekul v celici in procese, v katerih sodelujejo;



12

4

1

:

7

0

/

/

» opiše zgradbo prokariontske celice in razloži vlogo celičnih struktur za življenje celice /

5

2

(kromosom, ribosom, celična membrana, celična stena, bički, fimbrije, glikokaliks, 0

2

.

endospora); 9

.

4

2

» opiše zgradbo sestavnih delov evkariontske celice in razloži vlogo organelov pri opravljanju

življenjskih procesov celice (jedro, endoplazemski retikulum, mitohondrij, Golgijev aparat, vakuola);

» razlikuje med prokariontsko in evkariontsko celice in prepozna njune sestavne dele na

podlagi različnih kriterijev (oblika, vloga v celici, položaj v celici idr.);

» opiše različne tipe metabolizmov in predvidi pogoje, ki omogočajo rast organizmov glede na

tip metabolizma;

» nadgradi opis ključnih metabolnih poti v celici (katabolni in anabolni procesi), razloži njihov

pomen ter opiše sprejemanje hranilnih in izločanje odpadnih snovi;

» opiše zgradbo encimov in razloži njihovo delovanje v celici, razloži vplive zunanjih

dejavnikov (temperatura, vrednost pH, količina in vrsta substrata) na aktivnost encimov, prepozna različne tipe inhibicije encimov in jih zna opisati.



TERMINI

◦ ogljikovi hidrati ◦ lipidi ◦ beljakovine ◦ DNA ◦ RNA ◦ ATP ◦ encimi ◦ celična stena ◦ celična membrana ◦ kromosom ◦ jedro ◦ respiracija ◦ fermentacija ◦ fimbriji ◦ glikokaliks ◦ endospora ◦ prepisovanje ◦ prevajanje



13





4


1

:

7

0

/

/

MIKROBNA RAST IN NJEN NADZOR /

5

2

0

2

.

9

.

2

CILJI 4

Dijak:

O: spoznava različne načine razmnoževanja mikroorganizmov;

O: prepoznava pomen zunanjih pogojev za rast mikroorganizmov in napove njihov vpliv na hitrost rasti celic;



(3.2.2.1)

O: se seznani z metodami preprečevanja okužb z mikroorganizmi, na primerih predvidi učinkovitost metod;



(2.3.3.1 | 3.2.4.1)

O: spoznava zgradbo izbranih kemoterapevtikov in princip njihovega delovanja.



STANDARDI ZNANJA

Dijak:

» prepozna bistvene značilnosti različnih načinov razmnoževanja mikroorganizmov;

» definira rast mikroorganizmov in navede metode za merjenje ali spremljanje rasti

mikroorganizmov;

» opiše zunanje pogoje za rast mikrobnih celic (temperatura, količina in vrsta hranilnih snovi,

vodna aktivnost (aw), vrednost pH idr.) in razloži njihove vplive na aktivnost celic;

» načrtuje in izpelje izbrane metode gojenja mikroorganizmov v laboratorijskih pogojih (vrste

in priprava gojišč, nacepljanje, inkubacija, izolacija čiste kulture itd.);

» opiše različne metode za uničevanje celic mikroorganizmov (fizikalne in kemijske);

» opiše osnovne načine preprečevanja okužb z mikroorganizmi;

» prepozna izbrane kemoterapevtike in principe njihovega delovanja.



TERMINI

◦ cepitev ◦ brstenje ◦ hifa ◦ sterilizacija ◦ pasterizacija ◦ antibiotiki ◦ dezinfekcija/razkuževanje ◦ redčitvena vrsta po Kochu



14





4


1

:

7

0

/

/



MIKROBNA EKOLOGIJA IN /

5

2

0

2



RAZNOLIKOST .

9

.

4

2



OBVEZNO



OPIS TEME

Glavni področji mikrobne ekologije sta biotska raznolikost in mikrobna aktivnost. Mikroorganizmi naseljujejo vse ekološke niše našega planeta, kjer je življenje mogoče. V teh okoljih se različne populacije mikroorganizmov povezujejo v združbe, v katerih z usklajenimi metabolnimi procesi vršijo glavne geokemijske procese. Ekosistem je dinamičen skupek rastlinskih, živalskih in mikrobnih združb in njihovega abiotskega prostora, ki skupaj tvori funkcionalno enoto. Številne vrste mikroorganizmov tvorijo med seboj, z rastlinami ali živalmi obojestransko koristne povezave, ki jih imenujemo simbioze.

Mikrobno raznolikost lahko opišemo na ravni metabolizma, ekološke niše ali evolucije. Mikroorganizmi so evolucijsko zelo raznoliki, saj sodijo v vse tri domene življenja. Njihova klasifikacija temelji na morfoloških in fizioloških lastnostih, ki jih določamo s standardiziranimi laboratorijskimi metodami.



OKOLJSKA MIKROBIOLOGIJA



CILJI

Dijak:

O: prepoznava bistvene značilnosti glavnih okolij mikroorganizmov (zrak, tla, sedimenti, vode, višji organizmi);

O: spoznava biogeokemijsko kroženje ogljika, dušika, fosforja, železa in drugih biogenih elementov; (4.3.2.1 | 4.3.1.1 | 2.1.3.1)



O: na primerih razvija razumevanje o interakcijah med mikrobnimi vrstami, med mikroorganizmi in rastlinami ter mikroorganizmi in živalmi;

O: proučuje vpliv in delovanje mikroorganizmov pri biorazgradnji;

O: se spoznava z izbranimi primeri namernih in nenamernih izpustov mikroorganizmov v okolje;



(4.1.2.1)



O: razvija razumevanje metod meritev mikrobne aktivnosti v naravnem okolju. (2.3.1.2)



15

4

1

:

7

0

/

/

STANDARDI ZNANJA /

5

2

0

Dijak: 2

.

9

.

» našteje in razloži značilnosti glavnih okolij, primernih za rast mikroorganizmov; 24

» opiše biogeokemijsko kroženje ogljika, dušika, fosforja, železa in drugih biogenih elementov;

» prepozna interakcije med mikrobnimi vrstami, med mikroorganizmi in rastlinami ter

mikroorganizmi in živalmi;

» razloži vlogo mikroorganizmov pri biorazgradnji;

» načrtuje in izpelje določene metode meritev mikrobne aktivnosti v naravnem okolju;

» prikaže primere namernih in nenamernih izpustov mikroorganizmov v okolje.



TERMINI

◦ simbioza ◦ parazitizem ◦ mikrobiom ◦ bioremediacija ◦ mikrobiološko onesnaževanje ◦ mikoriza



16





4


1

:

7

0

/

/

SKUPINE MIKROORGANIZMOV /

5

2

0

2

.

9

.

2

CILJI 4

Dijak:

O: povezuje zgradbo z lastnostmi različnih skupin mikroorganizmov.



(2.1.3.1)



STANDARDI ZNANJA

Dijak:

opiše zgradbo in lastnosti glavnih predstavnikov mikroorganizmov.



TERMINI

◦ virusi ◦ evbakterije ◦ arheje ◦ protisti ◦ glive



17





4


1

:

7

0

/

/

IDENTIFIKACIJA MIKROORGANIZMOV /

5

2

0

2

.

9

.

2

CILJI 4

Dijak:

O: spoznava kriterije za identifikacijo mikroorganizmov;

O: uporablja izbrane laboratorijske analize za določanje morfoloških in fizioloških lastnosti mikroorganizmov.



(4.1.3.1)



STANDARDI ZNANJA

Dijak:

primerja in utemelji prednosti in slabosti fenotipske identifikacije mikroorganizma v primerjavi z genotipsko identifikacijo;

opiše postopke določanja morfoloških in fizioloških lastnosti mikroorganizmov.



TERMINI

◦ DNA kot črtna koda ◦ barvanje po Gramu ◦ fermentacijski in asimilacijski testi



18





4


1

:

7

0

/

/



GENETIKA /

5

2

0

2

.

9

.

4

OBVEZNO 2



OPIS TEME

Genetika je veda, ki se ukvarja z dedovanjem. Vključuje vedenje o tem, kako je informacija v genih shranjena, kako se prenaša med generacijami ali organizmi, kako se izraža ter nenazadnje, spreminja. Ves genetski material v celici imenujemo genom. Poznavanje tega nam veliko pove o organizmu, njegovih lastnostih, kako deluje, česa je zmožen in kakšna je njegova evolucijska preteklost. Vsaka celica ima urejen nadzor nad izražanjem genov, ki se izrazijo samo, ko je to za celico smiselno. Spremembe v genomu so glavni mehanizem evolucije in posledično novih lastnosti. Večina sprememb genoma je posledica mutacij, a te so dvorezni meč, saj so lahko za celico tudi usodne. Kot zaščito pred nezaželenimi mutacijami imajo celice na voljo popravljalne mehanizme, odpravljajo napake, ki nastanejo ali ob podvojevanju dednine ali zaradi delovanja zunanjih dejavnikov (npr. UV ali radioaktivno sevanje).



POVEZAVA ZGRADBE IN FUNKCIJE DNA IN RNA



CILJI

Dijak:

O: nadgradi poznavanje zgradbe molekul, ki omogočajo shranjevanje in prenašanje genetskih informacij;



(4.1.1.1)

O: poveže procese shranjevanja, izražanja in prenašanja genetskih informacij;

O: primerja proces izražanja genov v prokariontski in evkariontski celici;

O: spoznava različne mehanizme horizontalnega prenosa genov med bakterijami;

O: spozna procese popravljanja sprememb v genetskem materialu celice.



STANDARDI ZNANJA

Dijak:

» opiše zgradbo molekul, ki omogočajo shranjevanje in prenašanje genetskih informacij (DNA,

RNA), pozna njihove sestavne dele in kemijske vezi med njimi;

» razloži genski kod;



19

4

1

:

7

0

/

/

» primerja potek podvojevanja in prepisovanja DNA ter prevajanje iz RNA v proteine, našteje /

5

2

sodelujoče informacijske molekule in osnovne encime; 0

2

.

9

» razloži princip izražanja genov, opiše procese za regulacijo izražanja genov v prokariontski 4.

2

celici (operonski model);

» opiše prenos genov s konjugacijo, transdukcijo in tranformacijo;

» opiše potek popravljanja sprememb v genetskem materialu in ovrednoti njihov pomen.



TERMINI

◦ parjenje baz ◦ tRNA ◦ mRNA ◦ podvojevalne vilice ◦ primaza ◦ helikaza ◦ DNA in RNA polimeraza ◦ aminokislina ◦ aminoacil-tRNA sintetaza ◦ ribosom ◦ mutacije ◦ transpozoni ◦ konjugacija ◦ transdukcija ◦ transformacija



20





4


1

:

7

0

/

/

MEHANIZMI SPREMINJANJA GENSKEGA ZAPISA /

5

2

0

2

.

9

.

2

CILJI 4

Dijak:

O: se seznani s procesi spreminjanja genetskih informacij v celici;

O: se seznani s tehnologijo rekombinantne DNA;

O: spozna različne tipe mutacij in njihov nastanek.



STANDARDI ZNANJA

Dijak:

» navede in opiše procese, ki omogočajo spreminjanje genetskih informacij znotraj celice in

procese spreminjanja genetskih informacij, pri katerih sodeluje genetski material iz drugih celic;

» opiše proces vnosa tujih genov in nastanek rekombinantnega mikroorganizma;

» primerja različne tipe mutacij in opiše njihov nastanek.



TERMINI

◦ mutacije ◦ transpozoni ◦ konjugacija ◦ transdukcija ◦ transformacija



21





4


1

:

7

0

/

/



PATOGENI MIKROORGANIZMI /

5

2

0

2



IN IMUNSKI SISTEM .

9

.

4

2



OBVEZNO



OPIS TEME

Človeško telo je sestavljeno iz približno 1013 celic, na koži in sluznicah pa prebiva še desetkrat toliko mikroorganizmov. Ti so pripadniki gliv in bakterij, ki imajo pozitiven vpliv na človeško telo; nekateri med njimi so celo nujno potrebni za naše zdravje. Obstajajo tudi patogeni mikroorganizmi, ki z različnimi mehanizmi vdrejo v telo in povzročajo bolezni. Okužbo s patogeni preprečujejo naše anatomske prepreke in že omenjena naravna mikrobna populacija. Občasno patogeni vseeno najdejo pot v naš organizem in takrat se srečajo z imunskim sistemom, ki je glavna zaščita našega zdravja. Brez teh specializiranih celic in protimikrobnih molekul bi hitro umrli od ene od mnogih okužb, pred katerimi nas zdaj varujejo.



POVZROČITELJI BOLEZNI



CILJI

Dijak:

O: spoznava izbrane patogene mikroorganizme, mehanizme njihove patogenosti in bolezenske znake, ki jih povzročajo;



(5.2.2.1)

O: nadgradi poznavanje lastnosti virusov, prepozna zgradbo in pomen posameznih virusnih struktur;

O: razvija razumevanje osnove patogeneze virusnih okužb in pojasni imunski protivirusni odziv;

O: se seznani s klasičnimi in molekularnimi tehnikami za proučevanje virusov in diagnostiko virusnih okužb;

O: se seznani z osnovnimi koncepti nalezljivih bolezni;



(5.1.3.1 | 5.1.4.1 | 1.1.1.1)

O: spoznava povzročitelje prionskih bolezni in izbrane prionske bolezni;



(3.1.4.1)

O: razvija osebno prožnost, razvojno miselno naravnanost, radovednost, optimizem in ustvarjalnost.



22

4

1

:

7

0

/

/

/

5

2

0

STANDARDI ZNANJA 2

.

9

.

Dijak: 24

» razloži pomen osnovnih izrazov, razume pomen Vogralikove verige in Kochovih postulatov;

» opiše Kochove postulate in sodobne identifikacijske metode mikroorganizmov ter razloži

njihov namen in uporabo;

» na primeru prepozna odnos med gostiteljem in mikroorganizmom (simbioza, mutualizem,

komenzalizem, parazitizem);

» poišče vstopna mesta in načine vstopa patogenih mikroorganizmov v gostiteljski organizem

ter opiše poškodbe tkiva, ki nastanejo pri tem (adherenca/adhezini, encimatska virulenca, endo in eksotoksini);

» opiše procese, ki omogočajo bakterijam povzročanje okužb in bolezni;

» razloži mehanizem patogenosti in potek izbranih nalezljivih bolezni;

» opredeli temeljne lastnosti virusov;

» opiše zgradbo virusov in razloži pomen posameznih virusnih struktur;

» opiše osnovne genetske elemente virusov;

» primerja načine razmnoževanja virusov;

» prepozna virusom podobne snovi (viroidi, prioni) in bakteriofage;

» opiše načine vstopa virusov v gostiteljsko celico;

» glede na vrsto virusa ali način razmnoževanja predvidi vpliv virusov in virusom podobnih

snovi na življenje gostiteljske celice;

» pojasni osnove gojenja in shranjevanja virusov v laboratorijskih pogojih;

» opiše osnove izbranih tehnik za proučevanje virusov in diagnostiko virusnih okužb.



TERMINI

◦ HIV ◦ adenovirusi ◦ HPV ◦ antraks ◦ borelija ◦ listerija ◦ salmonela ◦ malarija ◦ gliste ◦ ektoparaziti ◦ PCR ◦ HAG ◦ alimentarne toksikoinfekcije ◦ bakterijski toksini ◦ mikotoksini ◦ herpes ◦ SARS CoV-2 ◦ jersinia



23





4


1

:

7

0

/

/

MEHANIZMI ODPORNOSTI PROTI PATOGENOM /

5

2

0

2

.

9

.

2

CILJI 4

Dijak:

O: seznani se z normalno mikrobioto človeškega telesa;

O: spozna specifični in nespecifični odziv imunskega sistema;

O: razvije razumevanje o cepljenju.



(5.1.4.1 | 1.1.1.1)



STANDARDI ZNANJA

Dijak:

» razloži pojem normalna mikrobiota človeškega telesa in pojasni, kje v/na človeškem telesu

se nahaja;

» razlikuje med trajno in začasno mikrobioto človeškega telesa;

» opiše temeljne značilnosti imunskega sistema (vnetje, fagociti, granulociti, komplement,

limfociti in celice ubijalke);

» opiše mehanizme nespecifične in specifične obrambe gostitelja in razloži posledice obeh

tipov obramb na gostiteljevem organizmu;

» opredeli primarni in sekundarni imunski odziv imunskega sistema in procese, ki potekajo v

celicah in tkivih imunskega sistema;

» razloži genetsko podlago za nastanek protiteles in mehanizme izbora in produkcije

protiteles;

» opiše zgradbo protiteles;

» prepozna monoklonska in poliklonska protitelesa;

» primerja monoklonska in poliklonska protitelesa;

» na primeru bolezni glede na znake in simptome določi, ali gre za specifično ali nespecifično

obrambo;

» razloži delovanje cepiva, izmed več primerov predstavljenih bolezni izbere tiste, za katere je

mogoča preventiva s cepljenjem, ter utemelji svojo izbiro;

» opiše aktivno in pasivno imunost ter razloži razlike med njima;

» opiše razliko med klasičnimi cepivi in cepivi RNA.



24

4

1

:

7

0

/

/

/

5

2

0

TERMINI 2

.

9

.

◦ 24

nevtrofilci ◦ bazofilci ◦ eozinofilci ◦ makrofagi ◦ citokini ◦ fagocitoza ◦ citotoksičnost

◦ protitelesa ◦ razredi protiteles ◦ antigeni ◦ cepljenje ◦ precepljenost ◦ trajanje imunosti ◦ komplement ◦ limfociti T ◦ limfociti B (naivni, plazmatke, spominske celice)



25





4


1

:

7

0

/

/



VPLIV MIKROORGANIZMOV NA /5

2

0

2



EKOSISTEM .

9

.

4

2



IZBIRNO



OPIS TEME

Mikroorganizmi so majhni, a igrajo veliko vlogo v praktično vseh poznanih ekosistemih. S svojim delovanjem imajo znaten vpliv na okolje in biotsko pestrost. Metabolni procesi, ki jih vršijo, so poti, po katerih elementi krožijo med organsko in anorgansko snovjo v ekosistemu. Na ta način ohranjajo občutljivo ravnovesje, ki podpira življenje večceličnih organizmov. Mnogi izmed mikroorganizmov vstopajo v različne interakcije z večceličnimi organizmi, ki so lahko v spektru simbioze, pri čemer imata oba organizma korist, ali parazitizma, pri čemer ima eden korist na škodo drugega.



MIKROBI IN KROŽENJE SNOVI



CILJI

Dijak:

O: prepoznava vpliv metabolizma mikroorganizmov na okolje;



(2.1.3.1 | 2.4.3.1)

O: prepoznava mikroorganizme kot ključne za ohranjanje ekosistemov in vrst mnogoceličarjev.



(5.1.5.1 | 2.2.1.1)



STANDARDI ZNANJA

Dijak:

» predstavi glavne predstavnike mikroorganizmov iz tal, celinskih in slanih voda;

» utemelji, kako metabolizem mikrobov vpliva na kroženje kisika (O), ogljika (C), dušika (N) in

žvepla (S);

» utemelji vlogo mikroorganizmov pri delovanju ekosistemov in vrst mnogoceličarjev;

» opiše interakcije med mikrobi in kopenskim okoljem;

» predstavi vodno ekologijo mikroorganizmov.



26

4

1

:

7

0

/

/

/

5

2

0

TERMINI 2

.

9

.

◦ 24

simbioza ◦ mikoriza ◦ sekundarni metaboliti ◦ parazitizem ◦ bioremediacija

◦ kompostiranje ◦ morska in sladkovodna mikrobiota ◦ mikroorganizmi in kvaliteta vode ◦ odpadne vode



27





4


1

:

7

0

/

/



ŽIVILSKA MIKROBIOLOGIJA /

5

2

0

2

.

9

.

4

IZBIRNO 2



OPIS TEME

Mikroorganizmi imajo pomembno vlogo v različnih vejah živilske industrije. Uporabljamo jih za pridelavo in predelavo mnogih vrst živil, vendar niso vsi mikroorganizmi koristni. Mnogi namreč povzročajo kvar živil, kar poznamo kot gnitje in različne plesni v domači kuhinji. Zaradi teh smo ljudje razvili postopke nadzora nad pojavljanjem in rastjo mikroorganizmov, da lahko dosegamo želeno raven kakovosti in varnosti živil.



UPORABA MIKROORGANIZMOV V ŽIVILSTVU



CILJI

Dijak:

O: spoznava postopke uporabe mikroorganizmov v različnih vejah živilske industrije.



(5.3.1.1 | 3.2.4.2 | 1.1.1.1)



STANDARDI ZNANJA

Dijak:

» navede osnovne lastnosti izbranih mikroorganizmov, ki so biokulture za proizvodnjo

fermentiranih živil, kvarljivci živil in patogeni, ki se prenašajo z živili;

» predstavi mešane in čiste biokulture ter osnovne postopke priprave delovne biokulture;

» opiše različne načine uporabe mikroorganizmov za proizvodnjo živil;

» poveže vpliv metabolizma delovne kulture in rastnih pogojev v živilu med proizvodnjo;

» prikaže vpliv delovne kulture in pogojev v fazah proizvodnje na kakovost živila;

» pojasni zdravstveno neoporečnost živil;

» opiše osnove mikrobioloških in kemijskih analiz za ugotavljanje zdravstvene neoporečnosti

živila;

» utemelji pomen zagotavljanja genske stabilnosti mikrobov in to poveže s konstantnostjo

kakovosti produktov.



28

4

1

:

7

0

/

/

/

5

2

0

TERMINI 2

.

9

.

◦ 24

HACCP ◦ kemična in higienična neoporečnost ◦ zdravstvena neoporečnost ◦ genska

stabilnost ◦ mikroorganizmi s statusom GRAS in QPS



29





4


1

:

7

0

/

/



NALEZLJIVE BOLEZNI PRI /

5

2

0

2



ČLOVEKU .

9

.

4

2



IZBIRNO



OPIS TEME

Ljudje lahko zbolimo za različnimi boleznimi, nekatere od teh so nalezljive. Imajo povzročitelja, mikroorganizem, ki je zmožen okužiti človeško telo in povzročiti škodo. Da bi se to lahko zgodilo, mora organizem priti od bolnega do zdravega človeka; če to preprečimo, preprečimo širjenje nalezljivih bolezni. Preventiva je boljša kot kurativa, vendar z metodami prepoznavanja povzročiteljev ter primernega zdravljenja bolezni lajšamo in odpravimo težave mnogih obolelih.



PATOGENI IN NJIHOVO ŠIRJENJE



CILJI

Dijak:

O: spozna povzročitelje izbranih nalezljivih bolezni in njihov prenos.



(4.1.3.1 | 3.1.1.1 | 1.1.2.2)



STANDARDI ZNANJA

Dijak:

» navede povzročitelje in faze poteka izbranih nalezljivih bolezni pri človeku;

» predstavi načine in mehanizme prenosa nalezljivih bolezni;

» predlaga metode preprečevanja okužb in širjenja nalezljivih bolezni.



30





4


1

:

7

0

/

/

PREPOZNAVA PATOGENOV IN ZDRAVLJENJE /

5

2

0

2

.

9

.

2

CILJI 4

Dijak:

O: spoznava osnovne laboratorijske diagnostične postopke in postopke zdravljenja.



(1.1.1.1)



STANDARDI ZNANJA

Dijak:

» navede in opiše osnovne laboratorijske diagnostične postopke;

» izbere primerne kemoterapevtike za zdravljenje izbranih primerov nalezljivih bolezni;

» primerja potek bolezni z delovanjem

zdravila.



TERMINI

◦ antibiotiki ◦ cepljenje ◦ precepljenost ◦ antibiogram ◦ urinokultura po Sanfordu



31





4


1

:

7

0

/

/



ANALITSKE METODE V /

5

2

0

2



MIKROBIOLOGIJI, .

9

.

4

2



MIKROORGANIZMI V



BIOTEHNOLOGIJI

IZBIRNO

DODATNA POJASNILA ZA TEMO

V mikrobiologiji za detekcijo in kvantifikacijo mikroorganizmov ter merjenje njihove metabolne aktivnosti uporabljamo različne vrste analitskih metod, ki jih lahko delimo na fizikalne, kemijske in biološke. Vsaki izmed analitskih metod lahko opišemo osnovno načelo delovanja, njihovo zanesljivost, meje in uporabnost. Mikroorganizmi imajo pomembno vlogo v živilstvu in kmetijstvu, v farmaciji jih uporabljajo za proizvodnjo kemoterapevtikov za zdravljenje ljudi in živali, lahko proizvajajo energijo ali predelujejo odpadke. Mikroorganizmi lahko rastejo in proizvajajo biotehnološke proizvode pod industrijskimi pogoji, pri čemer jih gojimo v velikih bioreaktorjih, zato da pridobimo proizvode v velikih količinah, kot so antibiotiki, encimi, alkohol ali razni dodatki živilom. Pod zahtevnimi industrijskimi pogoji lahko proizvajajo biotehnološke proizvode le določene vrste mikroorganizmov, ki jih poimenujemo tudi industrijski mikroorganizmi. Ti industrijski organizmi hitro rastejo, rastejo na poceni gojiščih ter učinkovito pretvarjajo hranila v gojišču v uporaben proizvod.



ANALITSKE METODE V MIKROBIOLOGIJI



CILJI

Dijak:

O: prepoznava osnovna načela analitskih metod in njihovo zanesljivost ter spoznava meje analitskih postopkov;



(5.1.1.1 | 1.1.2.1)

O: se seznani z različnimi kemijskimi, fizikalnimi in biološkimi analitskimi metodami, uporabnimi v mikrobiologiji;

O: spoznava uporabnost izbranih metod, tako da opredeli njihove prednosti in omejitve.



32

4

1

:

7

0

/

/

STANDARDI ZNANJA /

5

2

0

Dijak: 2

.

9

.

» opiše osnovna načela obravnavanih analitskih metod, njihovo zanesljivost in meje analitskih 24

postopkov;

» razlikuje med različnimi kemijskimi, fizikalnimi in biološkimi analitskimi metodami in

utemeljuje njihovo uporabnost z njihovimi prednostmi in omejitvami.



TERMINI

◦ spektrometrija ◦ pretočna citometrija ◦ plinska kromatografija ◦ visokotlačna tekočinska kromatografija (HPLC) ◦ masna spektrometrija (MALDI-TOF)



33





4


1

:

7

0

/

/

MIKROORGANIZMI V BIOTEHNOLOGIJI /

5

2

0

2

.

9

.

2

CILJI 4

Dijak:

O: pojasni vlogo mikroorganizmov v živilstvu, medicini, farmaciji in industrijski pridelavi surovin;



(4.3.1.1 | 4.3.2.1 | 1.1.1.1)

O: predvidi rastne pogoje mikrobov, ki so delovne kulture v bioprocesih;

O: spoznava kriterije za izbiro delovnih mikroorganizmov za biotehnološke procese.



STANDARDI ZNANJA

Dijak:

» našteje delovne mikroorganizme in predstavi njihovo vlogo v živilstvu, medicini, farmaciji in

industrijski pridelavi surovin;

» utemelji rastne pogoje delovnih mikroorganizmov v različnih bioprocesih;

» predstavi kriterije za izbiro delovnih mikroorganizmov za biotehnološke procese;

» načrtuje, zažene in spremlja biotehnološki proces in izolira končni produkt.



TERMINI

◦ proizvodnja encimov ◦ proizvodnja antibiotikov ◦ proizvodnja biogoriv



34





4


1

:

7

0

/

/



INTERAKCIJE /

5

2

0

2



MIKROORGANIZMOV Z .

9

.

4

2



DRUGIMI MIKROORGANIZMI,



RASTLINAMI IN ŽIVALMI

IZBIRNO



OPIS TEME

Mikroorganizmi navadno živijo v mešanih združbah z drugimi vrstami mikroorganizmov, s katerimi si delijo dobrine, kar imenujemo sintrofija. Številne vrste mikroorganizmov živijo v medsebojnih odnosih tudi z drugimi organizmi, kot so rastline, živali ali glive. Takšnemu življenju, ko dva različna organizma živita tesno drug z drugim, imenujemo sožitje ali simbioza. Najbolje je poznana simbioza gliv in alg v lišajih, ki so dobro vidni s prostim očesom. Mikroorganizmi velikokrat tvorijo kompozitne organizme, med katerimi poteka simbioza, od katere imata oba predstavnika mikroorganizmov korist, kar imenujemo mutualistični odnos. Primer kompozita je med negibnimi zelenimi fototrofnimi bakterijami ter gibljivimi nefototrofnimi bakterijami v sladkovodnih okoljih. Simbiontski odnosi so značilni tudi za živali in ljudi, katerih prebavni trakt naseljuje raznovstna združba bakterij, ki je za večino živali in ljudi nujna za življenje. Mutualistični odnos poteka tudi v korenini rastline z glivo, kjer poteka prenos hranil v obe smeri. Te mutualistične odnose izkoriščamo v kmetijstvu, saj z njimi izboljšamo rast rastlin. V parazitskem odnosu ima korist le eden izmed partnerjev, drugi pa je v takem primeru oškodovan. Parazitizem pri živalih, glivah in rastlinah vodi v bolezni, vendar pa ga znamo ljudje obrniti tudi v svojo korist. Tak primer je uporaba bioinsekticidov, pri čemer parazitski odnos med škodljivcem, ki uničuje poljščine, in bakterijo, ki povzroča bolezen žuželke, izrabimo za dobrobit človeka. Podobno izrabljamo sposobnost tvorbe antibiotikov kot naravnega orožja medvrstnega tekmovalnega odnosa bakterij za zdravljenje bakterijskih okužb.



35

4

1

:

7

0

/

/

INTERAKCIJE MIKROORGANIZMOV Z DRUGIMI /

5

2

MIKROORGANIZMI, RASTLINAMI IN ŽIVALMI 0

2

.

9

.

4

2

CILJI

Dijak:

O: dijak se seznani s pojmom mikrobna ekologija;



(2.3.1.1)

O: se seznani z medsebojnimi odnosi med mikroorganizmi, ter med mikroorganizmi in rastlinami, živalmi in glivami;

O: proučuje različne mehanizme medsebojnih odnosov (simbioza, kompeticija, parazitizem);



O: spoznava izrabo različnih mehanizmov medsebojnih odnosov za dobrobit človeka (kmetijstvo, medicina).



(2.1.1.1 | 2.4.2.1)



STANDARDI ZNANJA

Dijak:

» pojasni delovanje in vpliv mikroorganizmov na svoje okolje;

» opiše interakcije med mikrobnimi združbami;

» prepozna medvrstne odnose med mikroorganizmi, rastlinami in živalmi;

» opiše simbiotske odnose, ki preprečujejo kolonizacijo patogenov.



TERMINI

◦ simbioza ◦ mutualizem ◦ parazitizem ◦ mikoriza



36





4


1

:

7

0

/

/

OBRAMBNI MEHANIZMI MIKROORGANIZMOV /

5

2

0

2

.

9

.

2

CILJI 4

Dijak:

O: razvija razumevanje pomena obrambnih mehanizmov mikroorganizmov proti drugim vrstam (virusi, bakterije, nevretenčarji);

O: prepozna uporabnost obrambnih mehanizmov mikroorganizmov za dobrobit človeka.



(3.1.5.1)



STANDARDI ZNANJA

Dijak:

» našteje najpogostejše mehanizme, ki jih je človek uporabil za svojo dobrobit;

» razloži osnove obrambnih mehanizmov mikroorganizmov.



TERMINI

◦ antibiotiki ◦ tehnologija CRISPR ◦ mehanizmi odpornosti proti antibiotikom



37





4


1

:

7

0

/

/



MIKROBNI EKOSISTEMI /

5

2

0

2

.

9

.

4

IZBIRNO 2



OPIS TEME

Ekosistem je dinamičen kompleks rastlinskih, živalskih in mikrobnih združb in njihove abiotične okolice, s katerimi tvorijo funkcionalno enoto. Mikroorganizmi imajo veliko metabolno raznolikost in pomembno prispevajo pri procesu kroženja snovi v naravi. Energija vstopa v ekosistem v obliki sončne svetlobe, organskega ogljika ali reducirajoče anorganske snovi, novonastala organska masa pa poleg ogljika vsebuje še dušik (N), žveplo (S), fosfor (P), železo (Fe) in ostale elemente, ključne za življenje.

Metodološki pristopi, ki vključujejo analitske, molekularne in mikroskopske metode, omogočajo poznavanje sestave združbe, kot obstajajo v naravi. Vendar brez izolacije čiste kulture mikroorganizma s tradicionalnimi gojitvenimi tehnikami ne moremo določiti lastnosti posameznega mikroorganizma.

Talni sloj predstavlja ohlapno zunanjo Zemljino površino, ki se je razvila tekom dolgih obdobij s kompleksnimi interakcijami med geološkim materialom, topografijo, podnebjem in prisotnimi živečimi organizmi. Začetni kolonizatorji so večinoma fototrofni mikroorganizmi, bakterije in glive. S povečevanjem organskega materiala tega naselijo kemoorganotrofne združbe evbakterij, arhej in gliv. Sposobnost razgradnje kompleksnih substratov mikroorganizmov tal izrabljamo pri bioremediaciji, pri kateri toksične ali nevarne spojine v prsti očistimo z uporabo mikroorganizmov kot čistilcev.

Vodni ekosistemi (morska in sladkovodna okolja) vsebujejo izredno raznolikost mkroorganizmov in virusov v njih. Razlike v intenziteti svetlobe, tlaku in dostopnosti hranil ter vplivi človekovega onesnaženja močno vplivajo na njihovo aktivnost, pogostnost in raznolikost združb vodnih ekosistemov.



38

4

1

:

7

0

/

/

OKOLJSKI POGOJI ZA ŽIVLJENJE MIKROORGANIZMOV /

5

2

0

2

.

9

.

2

CILJI 4

Dijak:

O: opredeli osnovne rastne pogoje za mikroorganizme, ki živijo v zraku, vodi in tleh;

O: uporablja osnovne tehnike jemanja vzorcev zraka, vode in tal;

O: uporablja izbrane gojitvene metode za izolacijo mikroorganizmov iz okoljskih vzorcev;

O: razume metodologijo določanja mikroorganizmov brez predhodnega gojenja.



(2.2.3.1)



STANDARDI ZNANJA

Dijak:

» določi osnovne rastne pogoje za mikroorganizme, ki živijo v zraku, vodi in tleh;

» demonstrira osnovne tehnike jemanja vzorcev zraka, vode in tal;

» določi sestavo gojišča za gojenje mikroorganizmov v vzorcih zraka, vode in tal;

» opiše korake metagenomskega pristopa;

» razloži načine mikroskopiranja mikroorganizmov.



TERMINI

◦ metagenomika ◦ fluorescentna mikroskopija



39





4


1

:

7

0

/

/

NADZOR RASTI MIKROORGANIZMOV V RAZLIČNIH /

5

2

OKOLJIH 0

2

.

9

.

4

2

CILJI

Dijak:

O: se seznani z osnovnimi postopki, ki omogočajo nadzor rasti mikroorganizmov v okolju;

O: opredeli tehnike odstranjevanja ali uničevanja mikroorganizmov v zraku, vodi in tleh.



STANDARDI ZNANJA

Dijak:

» opiše osnove postopkov, ki omogočajo kontrolo rasti mikroorganizmov v zraku in

odstranjevanje ali uničevanje mikroorganizmov v zraku, vodi in tleh.



TERMINI

◦ sterilizacija ◦ avtoklaviranje ◦ sterilna filtracija ◦ kemična sterilizacija ◦ tindalizacija



40





4


1

:

7

0

/

/

MIKROORGANIZMI V TLEH /

5

2

0

2

.

9

.

2

CILJI 4

Dijak:

O: se seznani z osnovnimi skupinami mikroorganizmov v tleh;

O: spoznava načine onesnaženja tal z mikroorganizmi in kemijskimi snovmi ter opredeli uporabne načine čiščenja tal.



(2.4.3.1 | 1.1.2.1)



STANDARDI ZNANJA

Dijak:

» prepozna osnovne skupine mikroorganizmov, ki so prisotni v tleh, in opiše njihove glavne

značilnosti;

» našteje osnovne dejavnike, ki vplivajo na rast mikroorganizmov v tleh, in opiše njihove

vplive;

» razloži pomembnost mikroorganizmov, ki razgrajujejo organske snovi v tleh;

» prepozna mikroorganizme v tleh, ki so patogeni za ljudi in druge živali (npr. rod Clostridium);

» opiše izbrane načine onesnaženja in kontaminacije tal;

» poišče možne načine odpravljanja posledic onesnaženja in predlaga uporabne načine za

izbrane primere.



TERMINI

◦ bioremediacija



41





4


1

:

7

0

/

/

MIKROORGANIZMI V VODI /

5

2

0

2

.

9

.

2

CILJI 4

Dijak:

O: opredeli rastne pogoje za mikroorganizme v morskih ekosistemih in ekosistemih celinskih voda;



(1.1.1.1)

O: se seznani z načini onesnaženja vod in opredeli uporabne metode čiščenja;

O: proučuje sestavo in delovanje različnih vrst čistilnih naprav za odpadne vode.



STANDARDI ZNANJA

Dijak:

» razlikuje rastne pogoje za mikroorganizme v celinskih in slanih vodah;

» navede definicijo onesnaženja vod in vrste onesnaževanja ter našteje potencialne

onesnaževalce;

» opiše različne metode čiščenja vod;

» razloži procese čiščenja odpadnih vod v različnih vrstah čistilnih naprav za odpadno vodo.



TERMINI

◦ čistilna naprava ◦ aktivno blato



42





4


1

:

7

0

/

/



MIKROBIOM /

5

2

0

2

.

9

.

4

IZBIRNO 2



OPIS TEME

Človeško telo vsebuje veliko število mikrobov; to je naš mikrobiom, od katerega je odvisno tudi naše življenje. Človekov mikrobiom je raznolik, saj različni mikroorganizmi naseljujejo različne dele telesa/organe, kar poimenujemo mikrobiota. Poznavanje sestave mikrobioma je pomembno s stališča preventivne diagnostike bolezni.

Na sestavo črevesne mikrobiote vplivamo z uživanjem probiotikov, ki so živi mikroorganizmi, ki pozitivno vplivajo na naše zdravje. Velikokrat jih uživamo skupaj s prebiotiki, ki so vir hranil za ugodne bakterije v črevesju, ali pa uživamo probiotike skupaj s prebiotiki, tako imenovani sinbiotiki. Probiotiki so na voljo kot prehranska dopolnila ali pa jih dodajajo različnim živilom, največkrat fermentiranim izdelkom. Metagenomika je tehnika, s katero analiziramo skupne molekule DNA ali RNA, ki jih izoliramo iz okoljskega vzorca. Z metagenomiko lahko ocenimo mikrobno pestrost mikrobiote, tudi tiste mikroorganizme, ki jih ne znamo gojiti v laboratoriju.



MIKROBIOTA RAZLIČNIH DELOV TELESA



CILJI

Dijak:

O: nadgradi znanje o delih telesa, ki imajo značilno mikrobioto, in se seznani z lastnostmi prevladujočih mikroorganizmov;

O: preko sestave mikrobiote različnih delov telesa spoznava ključne dejavnike okolja, ki vplivajo na nastanek mikrobioma, in povezuje faktorje, ki vplivajo na dinamiko sestave mikrobiote;



(3.2.4.1)

O: ponovi pot hrane skozi prebavni trakt in pojasni vlogo mikrobiote v debelem črevesu;



(3.1.1.1)

O: razišče in pojasni uporabnost poznavanja mikrobiote debelega črevesa za zdravje človeka in se seznani s sodobnimi terapevtskimi metodami, ki temeljijo na funkcionalni mikrobioti.



(4.3.1.1 | 4.3.2.1 | 1.1.2.1)



43

4

1

:

7

0

/

/

STANDARDI ZNANJA /

5

2

0

Dijak: 2

.

9

.

» našteje dele telesa, ki jih kolonizirajo mikroorganizmi; 24

» razloži pomen mikrobiote posameznih delov telesa (debelo črevo, urogenitalni trakt, koža,

ustna votlina);

» predvidi, kateri dejavniki okolja spremenijo sestavo mikrobiote posameznih delov telesa;

» razloži pomen mikrobiote debelega črevesa na delovanje človeškega telesa;

» določi dejavnike tveganja za zdravje človeka zaradi spremembe mikrobiote debelega

črevesa.



TERMINI

◦ fekalna mikrobna transplantacija ◦ personalizirana medicina



44





4


1

:

7

0

/

/

PROBIOTIKI /

5

2

0

2

.

9

.

2

CILJI 4

Dijak:

O: spoznava razliko med probiotikom, prebiotikom in sinbiotikom;

O: spozna glavne bakterije, ki lahko pozitivno vplivajo na naše zdravje, in našteje najpogostejše rodove probiotičnih bakterij;



(3.2.2.3)

O: razume prehod probiotičnega preparata skozi prebavni trakt;

O: primerja število črevesnih bakterij s številom bakterij v prebiotičnem preparatu.



STANDARDI ZNANJA

Dijak:

» razloži sestavo probiotičnega preparata;

» navede skupine mikroorganizmov, ki prevladujejo v našem debelem črevesu, urogenitalnem

traktu, koži in ustni votlini in opredeli njihove lastnosti;

» opiše stresne dejavnike, ki onemogočajo rast mikroorganizmov v našem prebavnem traktu

in opiše lastnosti debelega črevesja, ki omogočijo kolonizacijo;

» razlikuje med lastnostjo naravne mikrobiote črevesa in probiotičnimi bakterijami;

» opredeli kriterije po katerih vrsta mikroorganizma pridobi status probiotika.



TERMINI

◦ anaerobni mikroorganizmi ◦ acidofilni mikroorganizmi ◦ halotolerantni mikroorganizmi



45





4


1

:

7

0

/

/

METAGENOMIKA /

5

2

0

2

.

9

.

2

CILJI 4

Dijak:

O: se seznani z metagenomiko kot metodo za proučevanje mikrobiote;



O: nadgradi znanje o izolaciji DNA iz vzorca in verižni reakciji s polimerazo;



(5.1.2.2)

O: razvija razumevanje o pomenu črtnih kod DNA mikroorganizmov za analizo mikrobioma.



STANDARDI ZNANJA

Dijak:

» našteje korake metagenomske analize;

» razloži potek izolacije DNA;

» razloži princip verižne reakcije s polimerazo;

» pozna odseke DNA, ki služijo kot črtne kode in razume njihov pomen.



TERMINI

◦ ribosomska RNA ◦ sekvenciranje



46





4


1

:

7

0

/

/



HIDROPONIKA IN /

5

2

0

2



AKVAPONIKA .

9

.

4

2



IZBIRNO



OPIS TEME

Hidroponika je metoda gojenja rastlin v vodi, obogateni s hranili. Na ta način je dobava hranil rastlinam nadzorovana, kar omogoča optimalno rast. Akvaponika združuje hidroponiko s sistemom akvakulture. V tem sistemu ribe proizvajajo odpadne produkte, kot je amonijak, ki ga mikroorganizmi v filtru pretvorijo v nitrate. Te nitrate nato uporabljajo rastline v hidroponskem delu za rast. Tako ribe dobijo čisto vodo, medtem ko rastline dobijo hranila. Metode analiz okoljskih dejavnikov vključujejo nadzor nad kemijskimi dejavniki, kot so pH, koncentracija amonijaka, nitritov in nitratov ter fizikalnimi dejavniki, kot so temperatura, osvetlitev in pretok vode, s čimer nadzorujemo rast mikroorganizmov v akvaponičnem sistemu. Načrtovanje akvaponičnega sistema vključuje izbiro primernega mesta za postavitev sistema, izbiro vrst rib in rastlin, določitev optimalnih parametrov vode, izbiro ustrezne tehnologije filtracije in črpanja vode ter določitev načina vzdrževanja sistema. Pomembno je tudi upoštevati ekonomske in trajnostne vidike sistema.



POMEN MIKROORGANIZMOV V AKVAPONIČNEM

SISTEMU



CILJI

Dijak:

O: opredeli različne sisteme hidroponike in prepozna hidroponiko kot primer urbanega vrtnarjenja;



(2.1.3.1)

O: spoznava akvaponiko kot inovativen način pridelovanja vrtnin in gojenja rib;



(5.1.1.1)

O: načrtuje postavitev in opravila vzdrževanja akvaponičnega sistema;



(2.3.2.1)

O: se seznani z vplivi posameznih kemijskih in fizikalnih dejavnikov na mikroorganizme in organizme v akvaponičnem sistemu in pomen njihovega ravnovesja.



47

4

1

:

7

0

/

/

STANDARDI ZNANJA /

5

2

0

Dijak: 2

.

9

.

» opiše zgodovino hidroponike in različne metode hidroponičnih sistemov; 24

» razloži prednosti in slabosti gojenja posamezne vrste rib v akvaponičnem sistemu

v slovenskem prostoru;

» prepozna optimalne življenjske pogoje rastlin in rib, opazuje, analizira in zna

razložiti posledice odstopanj v okoljskih parametrih (stresni dejavniki);

» aktivno sodeluje pri načrtovanju in vzpostavitvi akvaponičnega sistema, vzgoji

sadik in gojenju rib (od zasaditve in pobiranja vrtnin vzporedno s kontrolo gojenja zdravih rib);

» razloži problematiko tretiranja vrtnin s fitofarmacevtskimi sredstvi v akvaponičnem

sistemu;

» opazuje rast rastlin (barva, velikost, dolžina in razrast korenin) in popiše morebitne

škodljivce ter v literaturi zanje poišče potencialne naravne sovražnike;

» našteje glavne dele akvaponičnega sistema, povezane z različnimi vrstami

mikroorganizmov in drugih organizmov, in razloži njihov pomen;

» aktivno sodeluje pri opravilih vzdrževanja in čiščenja akvaponičnega sistema;

» našteje in opiše varnostne ukrepe pri izvajanju posameznega opravila.



TERMINI

◦ hidroponika ◦ akvaponika



48





4


1

:

7

0

/

/

METODE SPREMLJANJA OKOLJSKIH DEJAVNIKOV /

5

2

0

2

.

9

.

2

CILJI 4

Dijak:

O: se seznani in uporablja metode analiz okoljskih dejavnikov, ki vplivajo na rast rastlin in rib (pH, temperatura, svetloba, kisik, mikrobiološko stanje);



(4.5.2.1)

O: prepozna razlike med analitskimi metodami okoljskih dejavnikov, ki se pojavijo pri akvaponičnem oz. hidroponičnem gojenju rastlin.



STANDARDI ZNANJA

Dijak:

» navede optimalne in mejne vrednosti posameznih fizikalnih in kemijskih dejavnikov

v akvaponičnem sistemu za preživetje organizmov;

» razloži vnos dušika v akvaponični sistem, vključenost mikroorganizmov in drugih

organizmov v akvaponičnem sistemu v cikel kroženja dušika;

» pojasni pogoje, v katerih v akvaponičnem sistemu poteka proces nitrifikacije oz.

denitrifikacije s pomočjo mikroorganizmov;

» razloži pomen nosilcev nitrifikacijskih bakterij v biofiltru;

» opiše metode vzpostavljanja biofiltra v akvaponičnem sistemu;

» izvede izbrane metode analiz ugotavljanja vrednosti kemijskih in fizikalnih dejavnikov okolja

z digitalnimi in kolorimetričnimi metodami;

» ukrepa v primeru prenizkih/presežnih vrednosti posameznega parametra;

» s pomočjo IKT izdela grafični prikaz meritev kemijskih in fizikalnih dejavnikov in je aktivno

vključen v proces vzpostavitve biofiltra.



TERMINI

◦ nitrifikacija ◦ denitrifikacija ◦ biofilter



49





4


1

:

7

0

/

/

OKOLJSKI VIDIKI AKVAPONIKE /

5

2

0

2

.

9

.

2

CILJI 4

Dijak:

O: razpravlja o potrebnih ukrepih za izboljšanje življenjskih pogojev mikroorganizmov in drugih organizmov v akvaponičnem sistemu;



(1.1.2.2)

O: primerja prednosti in pomanjkljivosti v primerjavi z drugimi metodami pridelave hrane, upoštevajoč vpliv na okolje, omejenost naravnih virov idr.;



(5.1.5.1 | 2.3.1.1 | 1.1.1.1)

O: načrtuje domači samooskrbni akvaponični sistem: zaporedje elementov (dimenzij in kapacitete), načrtovanje povezav, pretokov, metod monitoringa in vzdrževanja.



(4.1.3.1 | 5.2.1.1)



STANDARDI ZNANJA

Dijak:

» predstavi in utemelji svoje razmišljanje o akvaponiki, samooskrbi, etiki gojenja

živali;

» primerja klasični način pridelave hrane in akvaponični sistem, razloži prednosti in

slabosti posameznega načina;

» v primeru raziskovalnega dela opredeli potrebe po domačem samooskrbnem

akvaponičnem sistemu (namen, čas, denar, prostor);

» izdela načrt postavitve samooskrbnega domačega akvaponičnega sistema;

» postavi akvaponični sistem po predlogi in preizkusi njegovo delovanje.



50





4


1

:

7

0

/

/



MIKROBIOLOGIJA /

5

2

0

2



FERMENTIRANIH IZDELKOV .

9

.

4

2



IZBIRNO



OPIS TEME

Človek že tisočletja izrablja biokemijski potencial mikroorganizmov za pretvorbo določenega substrata v proizvod z izboljšanimi lastnostmi, kot so obstojnost fermentiranih proizvodov, izboljšan okus in izgled, lažja prebavljivost in pozitivni učinki na zdravje človeka. Fermentacije rastlinskih ali živalskih substratov vključujejo različne tehnološke postopke, ki so odvisni od sestave substrata in metabolizma mikroorganizmov v delovni kulturi. Pomembno je nadzirati rast mikroorganizmov in usmerjati metabolizem delovne kulture med potekom fermentacije, da dosežemo želeni končni proizvod. Metode za analizo kakovosti surovin so nujne, prav tako pa morajo biti na voljo ustrezna orodja in metode za zagotavljanje mikrobiološke neoporečnosti živila, kar je bistveno za zagotavljanje varnosti in kakovosti končnega izdelka.



VPLIV TEHNOLOŠKIH POSTOPKOV NA FERMENTACIJO

MIKROORGANIZMOV



CILJI

Dijak:

O: na primerih fermentacije živil rastlinskega ali živalskega izvora opiše celoten proces proizvodnje fermentiranega proizvoda;



(2.3.3.1)

O: za izbrane primere fermentiranih proizvodov analizira lastnosti surovin, ki vplivajo na rast mikroorganizmov;

O: razloži metabolne procese, ki potekajo med fermentacijo, in analizira vpliv tehnoloških postopkov na metabolizem mikroorganizmov.



(5.1.2.2)



51

4

1

:

7

0

/

/

STANDARDI ZNANJA /

5

2

0

Dijak: 2

.

9

.

» na primerih mikrobiološke obdelave rastlinskih ali živalskih surovin opiše celotni proces 24

proizvodnje;

» za izbrane primere fermentiranih produktov analizira lastnosti surovin, ki vplivajo na rast

mikroorganizmov med fermentacijo, in vpliv tehnološkega postopka na kakovost;

» prepozna postopke/dogodke, ki med proizvodnjo surovin vplivajo na njihovo kakovost in s

tem na kakovost končnega produkta;

» opiše metabolne procese, ki potekajo med fermentacijo, in analizira spremembe tehnoloških

pogojev kot posledico metabolizma mikroorganizmov.



TERMINI

◦ homofermentativna metabolna pot ◦ heterofermentativna metabolna pot ◦ proteoliza ◦ alkoholna fermentacija ◦ lipoliza



52





4


1

:

7

0

/

/

METODE NADZORA NAD VARNOSTJO IN KAKOVOSTJO /

5

2

0

2

.

9

.

2

CILJI 4

Dijak:

O: predlaga analitske metode za nadzor rasti in usmerjanje metabolizma mikroorganizmov med fermentacijo ter utemelji svoje predloge;



(1.1.2.2)

O: izbere primerne metode za analizo kakovosti surovin, uporabljenih v izbranih primerih, in utemelji svoj izbor;

O: opiše procese in metode zagotavljanja zdravstvene neoporečnosti in kakovosti fermentiranega proizvoda.



(5.1.2.1)



STANDARDI ZNANJA

Dijak:

» prepozna metode za analizo kakovosti surovin, uporabljenih v izbranih primerih, in utemelji

njihovo izbiro;

» predlaga uporabne metode za kontrolo rasti in usmerjanje metabolizma mikroorganizmov

med fermentacijo, utemelji svoje predloge;

» opiše procese, ki zagotavljajo zdravstveno neoporečnost in kakovost fermentiranega

proizvoda;

» analizira vplive surovin, uporabljenih mikroorganizmov in postopkov med proizvodnjo na

kakovost produkta.



TERMINI

◦ gravimetrija ◦ refraktometrija ◦ ebulioskop ◦ mikroskopija



53





4


1

:

7

0

/

/

/

5

2

0

2

.

9

.

2



PRILOGE 4



54