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、学时安排四、课程教学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.理论与实验、理论与实践紧密结合教学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、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、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、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)细胞质和含物1.颗粒状贮藏物2.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、细胞质及含主要细胞器与含物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、特殊的含体3、真核微生物鞭毛和纤毛（六）分布特点及与人类的关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目的要求：主要使学生掌握微生物代类型的特点及多样性，代调控的原理，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过程，微生物特有的次生代和固氮合成代。

教学容：第一节微生物产能代一、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容：第一节细菌的个体生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、抗微生物剂2、抗代物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（TMV）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、λ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。

教学容：第一节微生物的遗传因素一、微生物染色体基因组结构1．E.coli基因组结构2．Saccharomycescerevisiae基因组结构3．Methancoccusjannaschii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2μm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态功能，及微生物在自然界物质循环中的重要作用。