微生物学09110.docx

1、微生物学09110微生物学课程（09110）教学大纲一、课程基本信息课程中文名称:微生物学课程代码：09110学分与学时：4学分，72学时（理论课3学分，48学时；实验课1学分，24学时）课程性质：专业必修课授课对象：生物工程本科二、课程教学目标与任务通过学习微生物的形态结构、生理生化、生长繁殖、遗传变异、生态分布、传染免疫、分类鉴定以及微生物与其他生物的相互关系及其多样性，在工、农、医等方面的应用，了解该学科的发展前沿、热点和问题，使学生牢固掌握微生物学的基本理论和基础知识，了解微生物的基本特性及其生命活动规律，为学生今后的学习及工作实践打下宽厚的基础。三、学时安排课程内容与学时分配表章 节

2、内 容学 时第一章绪论3第二章纯培养和显微技术3第三章微生物类群与形态10第四章微生物营养4第五章微生物代谢4第六章微生物的生长繁殖及其控制5第七章病毒6第八章微生物遗传4第九章微生物生态3第十章微生物的进化、系统发育与分类2第十一章感染与免疫4四、课程教学内容与基本要求教学要求和教学方法：1. 突出四性：基础性、系统性、先进性、应用性2.多种教学方式：采用多媒体课件将授课内容、图表、照片、结论式条文展示出来，把原本活生生的微生物还原其本来面貌，触发学习者的形象思维，加深对基本理论的认识和掌握；每章节重点、难点的提示、章后小结，少而精，使学习者能触类旁通，举一反三、思维活跃、知识丰收；3.理论

3、与实验、理论与实践紧密结合教学内容第一章绪论目的和要求：本章主要引导学生了解什么是微生物，微生物学的建立和发展历史，微生物对人类生产实践活动以及其他学科的影响，明确微生物学作为一门独立学科在生命科学发展中的重要作用和地位，激发学生对微生物学的浓厚兴趣，启迪学生，勤于思考，勇于实践，为科学发展做出奉献。重点与难点：要求掌握微生物学科发展历史中几位重要的奠基人物对微生物学的主要贡献；微生物的几大共性特征主要内容：（宋体五号）一、微生物与微生物学1、什么是微生物2、微生物所包括的类群3、微生物在生物界中的地位4、微生物学及主要分支学科二、微生物的主要特征1、与其它生物共有的属性2、微生物特有的属性三

4、、微生物与人类的关系1、微生物是人类的朋友2、少数微生物是人类的敌人四、微生物的发现和微生物学的建立与发展（一）微生物的发现1、发现前的广泛应用2、微生物的发现（二）微生物学奠基人1、巴斯德2、柯赫（三）微生物学发展过程中的重大事件（四）微生物学在生命科学发展中的重要作用与地位1、微生物作实验材料,其研究成果促进了许多生物学重大理论的突破与发展2、微生物学对现代生物技术的贡献3、微生物与“人类基因组计划”4、我国微生物学的成就和发展五、21世纪微生物学展望第二章微生物的纯培养和显微技术目的要求：本章主要使学生了解分离纯化技术是微生物学研究的基础，而无菌技术是其关键。熟练掌握无菌技术、纯种分离技

5、术、培养技术是研究和利用微生物的基本功。本章学习后，学生基本掌握了研究微生物学的基本方法和手段，为今后学习微生物学相关知识打下基础。重点和难点：要求掌握微生物学实验操作的最基本的无菌技术，分离技术及纯种获得的方法。教学内容：第一节微生物的纯种分离和纯培养一、用营养琼脂平板分离纯种1、微生物纯种分离的原理和方法2、纯种平板分离的不同方法二、用液体培养基分离纯培养三、单细胞（孢子）分离四、选择培养分离1、利用选择培养基直接分离目的微生物2、富集培养五、二元培养物六、无菌技术1、所用物品的灭菌技术2、无菌操作第三章 微生物细胞的形态、结构与功能目的要求：本章主要使学生学习并掌握原核微生物包括真细菌、

6、古生菌和真核微生物包括霉菌、酵母菌、蕈菌的细胞形态、基本结构特征及其功能、生活特性等等，认识微生物的多样性。重点和难点：将原核微生物、真核微生物的类群、细胞结构和功能作为重点章节讲授。突出原核微生物细胞结构和功能，要求掌握G+和G-细胞壁的结构和组成的异同点；G-细胞壁脂多糖的组成及功能；革兰氏染色的机理与步骤；细菌芽孢的构造和功能；古生菌细胞壁和细胞膜的特点；细菌和真菌鞭毛结构、运动方式及能量来源的区别。对真核微生物则重点介绍酵母菌和丝状真菌特有的结构和功能；教学内容：第一节原核微生物真细菌的形态、细胞结构与功能一、普通细菌一般形态与大小（一）个体形态与空间排列1、球状2、杆状3、螺旋状4、

7、其它形状5、正常形态与异常形态（二）个体大小（三）菌落的形态特征二、细菌细胞的结构与功能（一）细胞壁1、证实细胞壁存在的方法：2、细胞壁的功能3、革兰氏染色与细胞壁4、G+细菌的细胞壁5、G-细菌的细胞壁6、周质空间7、革兰氏染色的基本原理8、特殊细胞壁的细菌9、细胞壁缺陷细菌（二）细胞膜1.细胞膜的结构模型2.细胞膜的化学组成3.细胞膜的生理功能4.间体(三)细胞质和内含物1.颗粒状贮藏物2.内含物(四)核区(五)特殊的休眠构造芽孢(六)细菌细胞壁以外的构造糖被(七)细菌细胞壁以外的构造-鞭毛(八)细菌细胞壁以外的构造-菌毛(九)细菌细胞壁以外的构造-性毛三、放线菌（一）形态与结构（二）生长

8、与繁殖（三）菌落形态（四）分布特点及与人类的关系四、支原体、立克次氏体和衣原体（一）支原体（二）立克次氏体（三）衣原体五、粘细菌六、蛭弧菌七、蓝细菌第二节原核微生物古生菌的形态、细胞结构与功能一、细胞形态二、细胞结构（一）细胞壁（二）细胞膜三、古生菌研究的重大意义第三节真核微生物一、酵母菌（一）形态（二）细胞结构1、细胞壁2、细胞膜3、细胞核4、细胞质及内含主要细胞器与内含物5、主要细胞器（三）繁殖（四）菌落特征（五）分布及与人类的关系二、霉菌（一）菌丝功能分化（二）菌丝的特化（三）菌落（四）霉菌繁殖方式（五）细胞结构1、细胞壁2、特殊的内含体3、真核微生物鞭毛和纤毛（六）分布特点及与人类的关

9、系第四章微生物的营养目的要求：本章主要使学生掌握微生物的六大生长要素，微生物营养类型的划分及其特点，从而认识到微生物营养类型的多样性。根据不同微生物的营养要求，配制相应的、适于微生物生长的培养基，为今后进行研究和利用微生物打下理论基础。重点和难点：营养类型的分类依据，微生物的营养类型特有的营养类型，培养基配制原则及培养基类型，营养物质运输的四种方式及特点。教学内容：第一节微生物的营养要求一、微生物细胞的化学组成二、营养物质及其生理功能1、碳源2、氮源3、能源4、无机盐5、生长因子6、水三、微生物的营养类型1、光能无机自养型2、光能有机异养型3、化能无机自养型4、化能有机异养型5、营养缺陷型第二

10、节微生物培养基一、制备培养基的原则二、培养基类型第三节微生物营养物质跨膜运输方式一、扩散二、促进扩散三、主动运输1、初级主动运输2、次级主动运输3、基团转位四、膜泡运输第五章微生物的代谢目的要求：主要使学生掌握微生物代谢类型的特点及多样性，代谢调控的原理，了解主要发酵途径和产能方式。重点和难点：微生物特有的无氧呼吸、无机能源物质氧化磷酸化、放氧和非放氧型光合磷酸化产能方式以及自养的代谢过程，微生物特有的次生代谢和固氮合成代谢。教学内容：第一节微生物产能代谢一、化能异养型微生物产能方式1、有机物作能源，三种产能方式2、三种产能方式的比较（1）发酵（2）有氧呼吸（3）无氧呼吸3、微生物无氧条件下发

11、酵产能与发酵产物二、化能无机自养型微生物ATP和还原力形成1硝化细菌2硫化细菌3铁氧化细菌4、氢氧化细菌三、光能营养型微生物ATP和还原力形成第二节微生物耗能反应一、自养型微生物CO2同化1、异养型微生物CO2同化2、专性自养菌和严格厌氧菌断裂的TCA循环第三节微生物特有的代谢一、微生物固氮1、固氮微生物2、固氮生化过程第六章微生物的生长繁殖及其控制目的要求：本章主要使学生掌握微生物生长繁殖的规律，微生物生长的测定方法，及各种物理、化学因素对微生物生长的影响。重点和难点：单细胞生物典型生长曲线的特征，控制有害生物生长的方法，依据氧气、生长温度可将微生物分成的种类类型教学内容：第一节细菌的个体生

12、长与群体生长规律一、细菌个体生长1、细菌染色体双向复制2、细胞壁扩增3、细菌的生长与分裂调节二、细菌群体生长规律（一）细菌群体生长曲线（二）细菌群体生长的数学表示式三、连续培养四、同步培养第二节真菌的生长与繁殖一、丝状真菌的生长繁殖1、菌丝断裂繁殖2、无性孢子繁殖3、有性孢子繁殖4、丝状真菌的生活史二、酵母菌的生长繁殖第三节环境对生长的影响及生长的测定一、环境因子对微生物生长的影响1、营养因子对生长的影响2、水活性对生长的影响3、温度对生长的影响4、pH对生长的影响5、氧对生长的影响二、微生物生长测定1、个体计数法2、重量法3、生理指标法第四节微生物生长繁殖的控制一、控制微生物的化学物质1、抗

13、微生物剂2、抗代谢物3、抗生素4、细菌对抗生素的耐药性二、控制微生物的物理因素第七章病毒目的要求：本章主要使学生了解病毒粒子的形态、结构和化学组成，掌握噬菌体、动物病毒的复制周期及反映病毒生长繁殖规律的一步生长曲线的原理和实验方法，掌握病毒的非增殖性感染的三种感染类型及烈性噬菌体、温和噬菌体、溶源性、溶源菌等基本概念。通过病毒与宿主的相互作用，认识病毒在生物学、医学、经济上的重要意义。重点和难点：要求重点掌握病毒复制的五个阶段，病毒非增殖性感染，溶源化现象，病毒一步生长曲线的原理。教学内容：第一节 病毒粒子（毒粒）的性质一、病毒的形态和结构1、腺病毒（Adenovirus）2、烟草花叶病毒（T

14、MV）3、E.coliT4噬菌体4、有包膜的病毒二、病毒的化学组成1、病毒的核酸2、病毒的蛋白质3、脂类与少量糖类第二节噬菌体的复制一、T4噬菌体的复制过程二、噬菌体的整合非增殖感染1、烈性噬菌体2、温和噬菌体3、噬菌体裂解途径和溶源化途径转录调控4、溶源性细菌的性质三、病毒的一步生长曲线第三节动物病毒的复制一、细菌细胞和动物细胞结构差异对病毒增殖的影响二、无包膜DNA病毒Adenovirus复制三、有包膜DNA病毒Herpessimplexvirus复制四、无包膜+ssRNA病毒Poliovirus复制五、有被膜ssRNA病毒Rabiesvirus复制六、反转录病毒（Retrovirus）复

15、制七、动物病毒感染细胞可能产生的效应八、包涵体第四节病毒的非增殖感染一、非增殖感染的原因二、缺损病毒1、干扰缺损病毒2、亚病毒3、整合的病毒基因组第五节亚病毒因子一、卫星RNA（satRNA）二、类病毒（Viroid）三、朊病毒（Vivino）第八章微生物遗传与微生物基因表达调控目的要求：本章主要使学生了解微生物遗传变异的物质基础，掌握微生物染色体基因组及染色体外的遗传因子（质粒和转座子）的结构和基本特点。重点和难点：微生物基因重组的几种方式，基因突变的机制。教学内容：第一节微生物的遗传因素一、微生物染色体基因组结构1E.coli基因组结构2Saccharomycescerevisiae基因组

16、结构3Methancoccusjannaschii基因组结构二、plasmid第二节微生物基因突变一、基因突变类型及其分离二、基因突变的分子机制与突变修复三、基因突变的特性第三节细菌的基因转移和重组一、细菌的接合作用二、细菌的转导（transduction）1转导的发现2普遍性转导与局限性转导3双重溶源化细胞与高频局限性转导三、细菌的遗传转化1感受态细胞2自然遗传转化模型第四节真菌的遗传学特性一、酵母菌的接合型遗传二、酵母菌的2m质粒三、丝状真菌的准性生殖第九章微生物生态目的要求：本章主要使学生了解微生物的生态分布及在环境保护中的应用，掌握微生物与环境的相互关系，不同生态环境中微生物的组成和生

17、态功能，及微生物在自然界物质循环中的重要作用。重点和难点：微生物所参与的生物地球化学循环，包括碳素、氮素、硫素循环，微生物在环境保护中的作用，包括微生物有机体、生理机能、遗传基因处理污染介质、修复污染环境、监测环境污染等。教学内容：第一节微生物在生态系统中的作用一、微生物在生态系统中的重要角色二、微生物在地球化学循环中的重要作用1碳素循环2氮素循环3硫素循环第二节生态环境中的微生物一、自然界中的微生物二、微生物群落三、群落中微生物种群间的相互作用四、不同生境中的微生物五、极端环境中的微生物六、动物体表、体内的微生物七、植物体表、体内的微生物八、人体微生物第三节微生物与环境保护一、微生物对环境污

18、染物的降解和转化1生物降解2降解质粒3重金属转化二、微生物与污水处理1微生物处理污水的原理2好氧处理系统活性污泥曝气池法3厌氧处理系统4环境污染的微生物监测（Ames试验）第十章微生物进化、系统发育与分类鉴定目的要求：本章主要使学生掌握微生物分类学的基本概念和分类鉴定特征，了解微生物是生物进化中的先锋种类；掌握利用现代分子生物学技术建立的有关生物进化和系统发育的原理；了解微生物多样性的特点。重点和难点：微生物分类的基本原理和技术，现代分子生物学分类方法，特别是16SrRNA作为微生物系统发育研究对象的原因。教学内容：第一节微生物是地球生物演化中的先锋种类一、最早的生命形式原始生物二、原始生物向

19、原核生物进化三、原核生物向真核生物进化第二节生物进化的测量指征一、能标示生物进化的指征分子二、作为进化标尺的生物大分子的选择原则三、16SrRNA是最佳的生物进化的指征分子四、16SrRNA序列的顺序和进化五、特征序列或寡核苷酸印迹六、三界域生物主要特征比较第三节细菌分类一、微生物分类的三项任务二、微生物分类单元与等级1特有的种以下分类等级2属种亚种的命名三、分类单元命名四、细菌分类和伯杰氏手册1伯杰氏鉴定细菌学手册2伯杰氏系统细菌学手册第四节真细菌、古生菌和真核生物多样性及系统发育总观一、真细菌的多样性及系统发育总观二、古生菌的多样性及系统发育总观三、真核生物的多样性及系统发育总观第十一章感

20、染和免疫目的要求：本章主要使学生掌握人体免疫系统，包括非特异性免疫及特异性免疫的原理和特点，了解感染与免疫的关系，掌握相关免疫学基本知识和常用的免疫技术，熟悉如何运用免疫学原理进行免疫预防和免疫检测。重点和难点：病原微生物的感染及机体的抗传染免疫，包括病原微生物致病因素中的侵袭力和毒素，介导特异性免疫、传递抗原特异性免疫信息的mIg、TCR和MHC三类相关分子的结构和功能，教学内容：第一节病原微生物对机体的感染一、细菌的致病性毒力1侵袭力2毒素二、病毒的致病性三、真菌的致病性第二节机体的非特异性免疫一、生理屏帐二、细胞因素三、体液因素第三节机体的特异性免疫一、抗原（Antigen）1抗原分子必

21、须具备的性质2抗原决定簇3微生物的抗原结构二、抗体（Antibody）1IgG的分子结构及功能2Ig的种类及功能三、B细胞介导的特异性体液免疫1不依赖TH的体液免疫2依赖TH的体液免疫四、T细胞介导的特异性细胞免疫1T细胞表面特异性抗原受体（TCR）的性质2抗原的加工与与呈递细胞的功能3TC细胞介导的杀细胞效应4TD细胞介导的免疫炎症五、课程教学方式与考核方式1.教学方式 以课堂讲授为主，辅以实验教学。2.考核方式 闭卷考试六、参考教材及教学参考资料参考教材：沈萍，微生物学（第二版），高等教育出版社，2006参考资料：1 周德庆，微生物学教程（第二版），高等教育出版社，2002七、实验教学内容

22、与要求一、实验教学目的和要求1.注重微生物学基础实验技能的掌握与提高，克服盲目追求新颖而忽视基础的倾向；2.实验课前要预习，明确每次实验的目的与基本步骤；3.在试验中要有严谨的科学态度，尊重事实与实验结果，要善于发现新现象；4.树立密切合作的作风，包括学生与老师、班与班、组与组、组长与组员之间的密切配合。二、实验内容与基本要求（一）实验项目一览序号实验项目名称学时实验类型实验类别每组人数实验室1环境中微生物的检测及灭菌器皿的准备3演示型必做30B4092无菌操作技术2验证型选做30B4093细菌简单染色及个体形态的观察4综合型必做30B4094革兰氏染色4验证型必做30B4095培养基的配制3

23、演示型必做30B4096微生物计数的测定3演示型必做30B4097微生物的分离与纯化技术6设计型必做30B4098水中细菌总数和总大肠杆菌群的测定3演示型必做30B4099微生物菌落形态的观察3验证型选做30B40910大分子物质的水解试验3验证型选做30B409合计34（二）实验内容及要求实验一 环境中微生物的检测及灭菌器皿的准备一、实验目的和要求1.证实实验室与人体表面存在微生物；2.体会无菌操作的重要性；二、仪器设备操作台，无菌操作台，培养箱，灭菌锅，灭菌棉签，试管架，酒精灯，记号笔和废物缸等。三、实验材料肉膏蛋白胨琼脂平板，无菌水。四、教学方法讲解为主，演示。五、实验内容提要1.标记；

24、2.人体表面微生物的检查3.环境微生物的检查；4.培养；5.实验报告六、注意事项与安全要求实验二 无菌操作技术一、实验目的和要求1.熟练掌握从固体培养物和液体培养物中转接微生物的无菌操作技术；2.体会无菌操作的重要性；二、仪器设备接种环，无菌玻璃吸管及吸气器，无菌操作台，培养箱，灭菌锅，灭菌棉签，试管架，酒精灯，记号笔和废物缸等。三、实验材料大肠杆菌营养琼脂斜面和液体培养物，肉汤营养琼脂斜面和肉汤液体培养基，无菌水。四、教学方法演示。五、实验内容提要1.用接种环接种；2.用吸管转接菌液；3.培养；4.实验报告六、注意事项与安全要求实验三 细菌简单染色及个体形态的观察一、实验目的和要求1.熟练掌

25、握微生物的制片及简单染色技术；2.巩固显微操作机无菌操作技术；二、仪器设备酒精灯，载玻片，盖玻片，显微镜，双层瓶（内装香柏油和二甲苯），擦镜纸，接种铲，接种环，镊子，载玻片夹子，载玻片支架，玻璃纸，平皿，U型管，滴管，无菌操作台，培养箱，灭菌锅，试管架，记号笔和废物缸等。三、实验材料生理盐水，50%乙醇，20%甘油，高氏一号培养基，马铃薯琼脂薄层平板等。四、教学方法演示。五、实验内容提要1.涂片；2.干燥；3.固定；4.染色5.水洗；6.干燥；7.镜检；8.实验报告六、注意事项与安全要求实验四 革兰氏染色一、实验目的和要求1.学习掌握革兰氏染色法；2.了解革兰氏染色原理；3.固定显微镜操作技术

26、及无菌操作技术；二、仪器设备酒精灯，载玻片，盖玻片，显微镜，双层瓶（内装香柏油和二甲苯），擦镜纸，接种铲，接种环，镊子，载玻片夹子，载玻片支架，玻璃纸，平皿，U型管，滴管，无菌操作台，培养箱，灭菌锅，试管架，记号笔和废物缸等。三、实验材料大肠杆菌营养琼脂斜面，金黄色葡萄糖球菌培养物，革兰氏染色液，草酸铵结晶紫染液，卢氏碘液，95%乙醇，番红复染液。四、教学方法演示。五、实验内容提要1.制片；2.初染；3.媒染；4.脱色；5.复染；6.镜检；7.实验报告六、注意事项与安全要求实验五 培养基的配制一、实验目的和要求1.学习掌握培养基的配制原理；2.掌握配制培养基的一般方法和步骤；二、仪器设备试管，

27、三角瓶，烧杯，量筒，培养基分装器，天平，PH试纸，棉花，牛皮纸，麻绳，纱布，载玻片支架，灭菌锅，试管架，记号笔和废物缸等。三、实验材料牛肉膏，蛋白胨，氯化钠，可溶性淀粉，硝酸钾，磷酸氢二钾，硫酸镁，硫酸亚铁，磷酸二氢钾，葡萄糖，孟加拉红，链霉素，氢氧化钠，氯化氢。四、教学方法演示。五、实验内容提要1.称量；2.溶化；3.调pH；4.过滤；5.分装；6.加塞；7.包扎；8.灭菌；9.搁置斜面；10.无菌检查；11.实验报告六、注意事项与安全要求实验六 微生物计数的测定一、实验目的和要求学习掌握使用血球技术板测定微生物细胞或孢子数量的方法；二、仪器设备普通光学显微镜，血球计数板，凹载玻片，盖玻片，

28、擦镜纸，软布，接种环，酒精灯等。三、实验材料香柏油，二甲苯，生理盐水，凡士林，酿酒酵母，米曲霉。四、教学方法讲解，演示。五、实验内容提要1.菌悬液制备；2.检查血球计数板；3.加样品；4.显微镜技术；5.清洗；6.实验报告；六、注意事项与安全要求实验七 微生物的分离与纯化技术一、实验目的和要求1.了解学习分离、纯化的概念；2.学习掌握划线和稀释分离微生物技术。二、仪器设备接种环，酒精灯，超净工作台等用具。三、实验材料牛肉膏蛋白胨平板、高氏1号平板（含1%酚液56滴/L），土豆蔗糖平板（含80%红酸1mL/L）各二套，土壤样品一份，无菌水一瓶。四、教学方法讲解，演示。五、实验内容提要1.取样；2.划线分离；3.注意事项；4.实验报告；六、注意事项与安全要求实验八 水中细菌总数和总大肠杆菌群的测定一、实验目的和要求1.学习水样的取样方法、检测水中细菌总数和大肠杆菌群的方法；2. 了解检测水中细菌总数和大肠杆菌群的方法的原理及微生物学卫生标准。二、仪器设备显微镜，载玻片，灭菌三角瓶，灭菌代玻璃塞的空瓶，灭菌培养皿，灭菌吸管，无菌过滤器，镊子，夹钳，真