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公选课微生物学教学大纲内江师范学院精品课程平台微生物学教学大纲学时数：81学时学分：4学分适用专业：生命科学（本科）一、 本课程的目的性质及任务 本课程为供本校生命科学专业本科生的必修课（考试）。 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及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，使学生掌握微生物学的基本理论和基础知识，微生物的基本特性及其生命活动规律，从而具备扎实微生物学基本理论知识和基本实验技术。二、 课程教学的基本要求2.1 “了解”微生物学的基本概念、名词术语；微生物学的主要科学事实；病毒、细菌、酵母、霉菌、放线菌的形态结构、分类及多样性、主要的分类原则、常用分类系统；免疫学基本概念。2.2 “理解”微生物学科的成就，学科及生命科学发展推动力；病毒的复制、遗传及效价；细菌的致病性；微生物的遗传及基因表达的调控；基因工程；感染及免疫、特异性免疫及单克隆抗体技术，免疫技术。2.3 “掌握”微生物纯培养及光学显微技术；微生物的营养；代谢；生长繁殖及控制；微生物及环境的关系及生物修复。三、课程教学内容12 / 1212 / 12第1章 绪论目的要求 通过本章的课堂教学，引导学生走进微生物世界，了解微生物是什么？做什么？以及它们及人类的特殊关系；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；展望未来，激发学生的学习兴趣和明确肩负的重任。重点：微生物及微生物学；难点：微生物学及其及现代生命科学的沿革及推动。教学内容1 大纲及本学期的教学安排2 “微生物学” 2.1 微生物的研究对象2.2 微生物的特点2.3 微生物在生物界中的地位3 微生物及我们4 微生物的发现和微生物学的建立及发展4.1 我国古代的微生物研究4.2 微生物的发现和微生物学的发展4.3 发展简史4.4 微生物学先驱及其贡献4.5 工业微生物学的发展简史5 微生物的类群及特点6 微生物学在生命科学中的重要地位6.1 促进了生命科学中许多重大理论问题的突破6.2 发展了生命科学中许多研究和生物工程技术6.3 提示生命本质的重要途径6.4 微生物及诺贝尔奖第2章 纯培养和显微技术目的要求通过本章的课堂教学，向学生介绍进行微生物学研究的基本技术，即无菌技术、纯种分离技术、培养技术和显微技术，使他们了解微生物学的基本研究方法和研究手段，为后面介绍其他微生物学相关知识打下基础。重点：无菌技术，分离纯化技术，光学显微技术。难点：显微技术。教学内容1 微生物的分离和纯培养1.1 无菌技术1.2 用固体培养基分离纯培养1.3 用液体培养基分离纯培养1.4 单细胞（孢子）分离1.5 选择培养分离1.6 二元培养物1.7 微生物保存技术2 显微镜和显微技术2.1 显微镜的种类及原理2.2 显微观察样品的制备第3章 微生物类群及形态结构目的要求通过本章的课堂教学，学习各种微生物，包括细菌、古生菌和真核微生物的基本结构特点和生活特性，了解微生物的多样性。重点：细菌的细胞结构，酵母及其它真菌细胞结构。难点：细菌细胞壁、古细菌。教学内容1原核微生物1.1 一般形态及细胞结构1.2 放线菌1.3 其它原核微生物1.4 蓝细菌1.5 古生菌2 真核微生物2.1 霉菌2.2 酵母菌第4章 微生物的营养目的要求通过本章的课堂教学，使学生了解微生物营养类型的特点及多样性，以及根据不同微生物各自的营养要求，配制相应的培养基对微生物培养的理论知识，为今后对微生物的研究及利用打下基础。重点：微生物营养特点及培养基的配制。难点：四大类微生物的培养分离。教学内容1 微生物的营养要求1.1 微生物细胞的化学组成1.2 营养物质及其生理功能1.2.1 碳源1.2.2 氮源1.2.3 无机盐1.2.4 生长因子1.3 微生物的营养类型1.3.1 营养类型1.3.2 营养类型2 培养基2.1 选用和设计培养基的原则和方法2.1.1 选择适宜的营养物质2.1.2 浓度及配比2.1.3 pH条件的控制2.1.4 氧还电位的选择2.1.5 原料来源及优化2.1.6 灭菌2.2 培养基的类型及应用2.2.1 按成分不同划分2.2.2 按物理状态划分2.2.3 按用途划分3 营养物质进入细胞3.1 扩散3.2 促进扩散3.3 主动运输3.4 膜泡运输第5章 微生物的代谢目的要求通过本章的课堂教学，使学生了解微生物代谢类型的特点及多样性。重点：细菌的代谢途径、多样性及其调节。难点：发酵，代谢调节。教学内容1 代谢概论2 生物产能代谢2.1 生物氧化 2.2 异养微生物的生物氧化2.2.1 发酵2.2.2 呼吸作用2.3 自养微生物的生物氧化2.3.1 氨的氧化2.3.2 硫的氧化2.3.3 铁的氧化2.3.4 氢的氧化2.4 能量转换2.4.1 底物水平磷酸化2.4.2 氧化磷酸化2.4.3 光合磷酸化3 代谢的调节3.1 酶活性调节3.1.1 变构调节3.1.2 修饰调节3.2 分支合成途径的调节3.2.1 同工酶3.2.2 协同反馈抑制3.2.3 累积反馈抑制3.2.4 顺序反馈抑制4 微生物次级代谢及次级代谢产物4.1 次级代谢及次级代谢产物4.2 次级代谢的调节 4.2.1 初级代谢对次级代谢的调节4.2.2 碳、氮代谢的调节作用4.2.3 诱导作用及其产物的反馈抑制第6章 微生物的生长繁殖及其控制目的要求通过本章的课堂教学，使学生了解微生物生长繁殖的规律，掌握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：微生物生长繁殖规律，微生物生长的影响因子及控制技术。难点：生长测定。教学内容1 生物生长的测定1.1 以数量变化对微生物生长情况进行测定1.2 以生物量为指标测定微生物的生长2 细菌的群体生长繁殖2.1 细菌群体生长规律2.1.1 迟缓期2.1.2 对数期2.1.3 稳定生长期2.1.4 衰亡期2.2 同步培养2.2.1 机械方法2.2.2 环境条件控制技术2.3 连续培养3 环境对生长的影响及生长的测定3.1 环境对微生物生长的影响3.1.1 营养物质3.1.2 水的活性3.1.3 温度3.1.4 pH3.1.5 氧3.2 微生物的生长的测定3.2.1 计数法3.2.2 重量法3.2.3 生理指标法4 生长繁殖的控制4.1控制微生物的化学物质4.1.1 抗微生物剂4.1.2 抗代谢物4.1.3 抗生素4.2 控制微生物的物理因素4.2.1 高温4.2.2 辐射4.2.3 过滤4.2.4 高渗4.2.5 干燥4.2.6 超声波第七章 病毒目的要求通过本章的课堂教学，使学生了解病毒，包括噬菌体、动植物病毒等的生活周期，掌握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，及有关病毒非增殖性感染特别是噬菌体溶原性反应的基本概念。重点：病毒的二十面体结构、病毒的核酸及病毒的分类、溶源性。难点：病毒的核酸及病毒分类、效价测定。教学内容1 概述1.1 病毒的发现和研究历史1.1.1 病毒的特点和定义1.1.2 病毒的宿主范围1.1.3 病毒的培养和纯化2 病毒学研究的基本方法2.1 病毒的分离及纯化2.1.1 分离2.1.2 纯化2.2 病毒的测定2.2.1 物理颗粒2.2.2 感染性测定2.2.3 终点法2.3 病毒的鉴定3 毒粒的性质3.1 毒粒的形态结构3.1.1 大小及形状3.1.2 壳体结构3.1.3 包膜结构3.1.4 结构类型3.2 毒粒的化学组成3.2.1 核酸3.2.2 蛋白质3.2.3 脂类3.2.4 糖类3.2.5 其他4 病毒的复制4.1 病毒的复制周期4.1.1 一步增长曲线4.1.2 隐蔽期4.1.3 制周期4.2 病毒感染的起始4.2.1 吸附4.2.2 侵入4.2.3 脱壳4.3 病毒大分子的合成4.3.1 噬菌体4.3.2 动物病毒4.3.3 植物病毒4.4 病毒的装配及释放4.4.1 噬菌体4.4.2 动物病毒4.4.3 植物病毒5 病毒的非增殖性感染5.1 非增殖性感染类型5.1.1 流产感染5.1.2 限制性感染5.1.3 潜伏感染5.2 温和噬菌体的溶源性反应。6 亚病毒因子第8章 微生物遗传目的要求通过本章的课堂教学，使学生了解细菌的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，掌握微生物基因突变、遗传的基本规律，并在此基础上了解微生物菌种保藏的基本理论和实验方法。重点：微生物学经典的几大实验，细菌基因组及病毒基因组的组成及遗传变异的分子基础；难点：病毒的遗传，基因重组及修复，基因定位及基因组测序。教学内容1 遗传的物质基础1.1 DNA作为遗传物质1.1.1 Griffith的转化实验1.1.2 DNA作为遗传物质的第一个证据1.2 RNA作为遗传物质1.3 朊病毒的发现及思考2 微生物的基因组结构3 质粒和转座因子3.1 质粒的分子结构3.2 质粒的主要类型3.2 1F因子3.2.2 R因子3.2.3 Col质粒3.2.4 毒性质粒3.2.5 代谢质粒3.2.6 隐秘质粒3.3 质粒的不亲和性3.4 转座因子的类型及分子结构4 基因突变及修复4.1 基因突变的特点4.2 几种常见的微生物突变类型4.2.1 碱基变化及遗传信息4.2.2 表型变化4.3 基因突变的分子基础4.3.1 自发突变4.3.2 诱变4.4 诱变剂及致癌物质Ames试验5 微生物基因转移和重组5.1 细菌的接合作用5.1.1 实验证据5.1.2 高频重组菌株的杂交5.2 细菌的转导5.2.1 普遍性转导5.2.2 局限性转导5.3 细菌的遗传转化5.3.1 自然遗传转化5.3.2 人工转化5.4 基因定位和基因组测序5.4.1 中断杂交技术5.4.2 基因连锁5.4.3 遗传图谱5.4.4 基因组测序5.4.5 基因组的注释及意义5.5 丝状真菌的准性生殖6 菌种保藏6.1 菌种的衰退及复壮6.2 防止衰退的措施6.3 菌种保藏第9章 微生物及基因工程目的要求通过本章的课堂教学，使学生了解微生物学在基因工程技术的建立及发展中的重要意义，了解并掌握基因工程的基本过程和基本技术。重点：基因工程，基因工程的技术基础；微生物在基因工程中的作用，PCR技术。难点：基因工程，PCR，定向诱变。教学内容1 基因工程概述1.1 基因工程的基本过程1.2 基因工程的发展历史1.3 微生物学及基因工程的关系2 微生物及基因工程工具酶2.1 质粒克隆载体2.1.1 质粒克隆载体的基本特2.1.2 pBR3222.1.3 其它质粒载体2.2 其它载体2.1.1 噬菌体2.1.2 柯斯质粒2.1.3 M13噬菌体2.1.4 噬菌体质粒载体2.1.5 酵母质粒2.1.6 真核生物病毒载体2.1.7 人工染色体（酵母）2.3 限制性核酸内切酶2.3.1 命名及分类2.3.2 基本特性2.4 DNA连接酶2.5 其它工具酶3 微生物作为克隆载体的宿主3.1 宿主的基本要求及性质3.2 常用的基因工程宿主3.2.1 原核生物3.2.2 真核生物3.3 基因文库及cDNA文库的构建3.3.1 基因文库3.3.2 cDNA文库5 基因工程的常用技术和方法5.1 PCR的原理和应用5.1.1 基本原理5.1.2发展及应用5.2 基因工程技术应用举例5.2.1 基因药物5.2.2 转基因生物5.2.3 基因治疗5.2.4 在微生物研究中的应用5.2.5 展望第10章 微生物的进化、系统发育和分类鉴定（选讲）目的要求通过本章的课堂教学，使学生了解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理论，掌握微生物分类的基本原理和技术。重点：进化及系统发育，微生物作为模式生物，伍斯的三域学说，伯杰氏手册。难点：分类鉴定。教学内容1 进化的测量指征1.1 进化指征的选择1.2 RNA作为进化的指征1.3 rRNA和系统发育树2 细菌分类2.1 分类单元及其等级2.2 微生物的命名2.2.1 分类单元的命名2.2.2 命名模式及其指定2.2.3 新名称的发表3 细菌分类鉴定的特征和技术3.1 形态学特征及生理生化特征3.1.1 形态学特征3.1.2 生理生化特征3.2 核酸的碱基组成和分子杂交3.3 其它4 伯杰氏手册4.1 第一版4.2 第二版第11章 微生物的生态目的要求通过本章的课堂教学，使学生了解微生物在自然分布的特点及及人类生活的密切关系，掌握微生物及其生活在一起的其它生物之间的相互关系，及微生物在自然界物质循环中的重要作用。重点：微生物在水体及土壤中的分布，微生物在C、N循环中的作用，微生物之间的相互关系，生态。难点：微生物在C、N循环中的重要作用及生物修复。教学内容1 自然界中的微生物1.1 空气中的微生物1.2 水体中的微生物1.3 土壤中的微生物1.3.1 数量及分布1.3.2 土著微生物1.4 工农业产品上的微生物1.4.1 植物体1.4.2 动物体1.4.3 微生物1.4.4 工农业产品上微生物的控制1.5 极端环境下的微生物1.5.1 嗜热1.5.2 嗜冷1.5.3 嗜酸或碱1.5.4 嗜盐1.5.5 嗜压1.6 不可培养的微生物2 微生物及生物环境间的相互关系2.1 互生2.2 共生2.3 寄生2.4 拮抗2.5 竞争2.6 捕食3 微生物在生态系统中的作用3.1 对污染物的降解及转化3.1.1 生物降解3.1.2 降解性质粒3.1.3 降解反应和生物降解性3.2 重金属转化3.3 污染介质的微生物转化3.3.1 污水处理3.3.2 固体废弃物的处理及资源化技术3.4 污染环境的生物修复3.5 污染环境监测第12章 感染及免疫目的要求通过本章的课堂教学，使学生了解人体的免疫系统及病原微生物之间的相互关系，掌握有关免疫学的基本知识和基本概念。重点：免疫及免疫系统，非特异免疫及特异免疫，免疫应答，变态反应，免疫学技术。难点：补体系统，免疫应答。教学内容1 感染的一般概念1.1 感染的途径及方式1.1.1 呼吸道1.1.2 消化道1.1.3 创伤1.1.4 接触1.1.5 垂直传播1.2 微生物的致病性1.2.1 细菌1.2.2 病毒1.2.3 立克次氏体1.2.4 真菌1.2.5 寄生虫1.3 传染1.3.1 类型1.3.2 结果2 宿主的非特异免疫2.1 生理屏障2.1.1 表面屏障2.1.2 局部屏障2.1.3 共生菌群2.2 细胞因素2.2.1 呑噬细胞2.2.2 自然杀伤细胞2.3 体液因素2.3.1 补体系统2.3.2 干扰素2.3.3 溶菌酶2.4 炎症3 宿主的特异性免疫3.1 特异性免疫的一般概念3.1.1 特异性免疫的类型3.1.2 免疫系统3.2 抗原和抗体3.2.1 抗原3.3免疫应答3.3.1 B细胞介导体液免疫应答3.3.2 T细胞介导的细胞免疫3.3.3 联系抗感染免疫3.4 免疫的克隆选择及免疫耐受性4 免疫学的实际应用4.1 抗体的制备及应用4.1.1 血清抗体4.1.2 单克隆抗体4.1.3 基因工程抗体4.1.4 免疫球蛋白4.2 免疫学技术4.2.1 血清学技术4.2.2 免疫标记技术4.2.3 免疫预防四、课内实践教学要求1）课内实验总学时数：24学时（8×3）。以形态观察、微生物的分离纯化、以及生理学的基本实验为主。着重训练学生微生物学实验的基本操作和技能。根据情况，选做免疫学以及及当前生产实践应用有关的技术。学生必须做好实验预习，认真完成实验并按时完成实验报告，于下次实验时准时交验。编号实验类型实验内容实验要求1验证油镜的使用及细菌简单染色学习并熟练掌握油镜的使用技术；观察细菌的基本形态；学习观察细菌的运动性的基本方法。2验证细菌的革氏染色及芽孢染色观察细菌菌落的特征；掌握简单染色法、革兰氏染色法的原理及操作步骤；在油镜下观察细菌个体形态；学习环境中微生物的检查方法，并加深对微生物分布广泛性的认识3验证真菌形态结构观察及死活细胞鉴别观察并掌握酵母菌霉菌的菌落特征、个体形态、生长及繁殖方式。学习酵母死活细胞的鉴别方法。4验证常用培养基的配制了解培养基的配制原理；了解培养基常规配制程序；了解培养基过程各环节的要求和注意事项。了解半合成培养基的配制原理，学习掌握肉膏蛋白胨培养基、马铃薯培养基的配制方法。5验证环境中微生物的检测及分离纯化学习并掌握各种无菌操作技术，并用此技术进行微生物的划线分离接种；学习掌握平板菌落计数法6验证微生物的大小测定及显微计数学习并掌握用测微尺测定微生物细胞大小的方法；了解血细胞计数板的构造及计数原理，掌握使用血细胞计数板进行微生物计数的方法。7验证细菌鉴定中常用的生理生化反应了解细菌生理生化反应原理，掌握细菌鉴定中常用的生理生化反应方法；通过对不同细菌对不同含碳、氮化合物的分解利用情况，了解基代谢多样性；学习不同培养基基中的不同生长现象及其代谢产物在鉴别细菌中的意义。8综合化能异养微生物的分离及纯化掌握细菌、放线菌、酵母苗和霉菌稀释分离、划线分离等技术。学习从样品中分离、纯化出所需菌株。学习并掌握平板倾注法和斜面接种技术，了解培养细菌、放线菌、酵母菌及霉菌四大类微生物的培养条件和培养时间。学习平板菌落计数法。2）作业说明：（1）作业题量按学时计算。（2）主要题型及核算为：填空（每20题1学时）、选择（每30题1学时）、判断（每20题1学时）、简答（每3题1学时）、论述（每1题1学时）。章节号基本内容作业量（共54学时）第1章绪论2.5第一节大纲及本学期的教学安排第二节“微生物学”1第三节微生物及我们第四节微生物的发现和微生物学的建立发展1第五节微生物的类群及特点0.5第六节微生物学在生命科学中的重要地位第2章纯培养和显微技术2.5第一节微生物的分离和纯培养2第二节显微镜和显微技术0.5第3章微生物类群及形态结构4第一节原核微生物3第二节真核微生物1第4章微生物的营养2第一节微生物的营养要求0.5第二节培养基1第三节营养物质进入细胞0.5第5章微生物的代谢6.5第一节代谢概论1第二节生物产能代谢3第三节代谢的调节2第四节微生物次级代谢及次级代谢产物0.5第6章微生物的生长繁殖及其控制5第一节生物生长的测定1第二节细菌的群体生长繁殖1.5第三节环境对生长的影响及生长的测定第四节生长繁殖的控制2.5第七章病毒3.5第一节概述0.5第二节病毒学研究的基本方法1第三节毒粒的性质1.5第四节病毒的复制0.5第五节亚病毒因子0.5第8章微生物遗传5第一节遗传的物质基础1第二节微生物的基因组结构1.5第三节质粒和转座因子1第四节基因突变及修复1第五节微生物基因转移和重组第六节菌种保藏0.5第9章微生物及基因工程3.5第一节基因工程概述1第二节微生物及基因工程工具酶第三节微生物作为克隆载体的宿主1.5第四节基因工程的常用技术和方法1第10章微生物的进化、系统发育和分类鉴定2第一节进化的测量指征0.5第二节细菌分类1第三节细菌分类鉴定的特征和技术0.5第四节伯杰氏手册第11章微生物的生态3第一节自然界中的微生物第二节微生物及生物环境间的相互关系1第三节微生物在生态系统中的作用2第12章感染及免疫4第一节感染的一般概念1第二节宿主的非特异免疫第三节宿主的特异性免疫2第四节免疫学的实际应用1五、考核方式5.1 考核内容：平时测试23次；课程论文一篇；期末实验考试；期末理论考试（闭卷）。5.2 试卷：试卷主要题型：名词解释，填空，判断正误，选择（单项、多项），填图，简答，问答（或论述题）；期末考试AB两套（任选1套为试卷；试卷内容包括实验）；5.3成绩评定：总评成绩由三部分组成，平时成绩（10%）、实验成绩（20%）、期末考查成绩（70%）；其中平时成绩包括除期末试卷成绩外的其它考评成绩；实验成绩由两部分组成报告（70%）、实验考试（30%）。六、学时分配篇章内 容学时分配备注理论实验其他1绪论及纯培养和显微技术432微生物类群及形态663微生物的营养634微生物的代谢535微生物的生长繁殖及其控制536病毒637微生物遗传58微生物及基因工程39微生物的生态4310微生物的进化、系统发育及分类鉴定311感染及免疫46合 计5130七、本课程及其它课程的关系先修课程：植物学，动物学，生物化学；后续课程：遗传学，分子生物学，生态学。八、建议教材及教学参考书8.1 教材微生物学（第二版），沈萍，高等教育出版社，2006.微生物学教程（第三版），周德庆，高等教育出版社，2007.8.2 参考书及多媒体辅助课件（1） 微生物学教程，周德庆，高等教育出版社，1993（2） 微生物学（第二版），黄秀梨，高等教育出版社，2003.7（3） “Microbiology : An Introduction : Chemistry of Life : Bacteria ID CD-ROM, and Student Tutorial CD-ROM”，Gerard J. Tortora Berdell R. Funke Christine L. Case，Addison Wesley Longman, Inc.，1999.（4） “Brock's Biology of Microorganism 9TH”，Michael T. Madigan John M. Martinko Jack Parker，Prentice Hall，1999.（5） “Microbiology”, Lansing M. Prescott, Donald Klein, John Harley, McGraw-Hill Higher Education，2002及其中译本“微生物学”，沈萍、彭珍荣主译，高等教育出版社，2003.（6） “Microbe Zoo” CD-ROM, the Michigan State University Board of Trustees, 1998. 制定：遗传微生物教研室执笔人：黎勇审定人：