“微生物学”教案.pdf

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1、“微生物学”教案 绪论 本节由学生自学，不讲授。布置思考题：1 微生物有什么共性，其共性的基础是什么？2 从微生物学科的进展历程，举例阐述微生物学对社会进步的推动作用。第一章、原核生物的形态、构造与功能 教学目的：细菌是微生物的代表，是生命科学研究与应用的重要基础内容，同时也是学生认识微生物的开始。以细菌作为原核生物的代表，侧重讲述原核生物的亚细胞结构、分子结构与细胞功能的关系。教学方式：多媒体教学。教学课时:6 学时（细菌细胞构造与功能 4 学时、放线菌与特殊细菌形态构造 2 学时）。教学内容：第一节 细菌 一、细胞的形态构造及其功能 全面讲授细菌细胞壁肽聚糖、磷壁酸与脂多糖三种功能性大分子

2、的结构、生理功能与革兰氏染色的机制。引入古细菌概念，全面比较细菌细胞壁与古生菌细胞壁结构的差异，介绍四种缺壁细菌的细胞特征与生理特殊性。讲授革兰氏阴性菌网外膜的结构特点。通过革兰氏阳性与阴性细菌细胞壁结构的比较，解释这两类细菌对抗生素（如青霉素、链霉素等）、阴离子去污剂、碱性染料敏感性的不一致，侧重阐述细菌结构与功能的关系与基础研究对应用微生物的意义。介绍细菌的特殊构造，包含：糖被、鞭毛、菌毛、性毛、芽孢等亚细胞构造及功能，讲授芽孢的结构、生理特点与在工农业中的研究与应用。第二节 放线菌 侧重讲述放线菌的形态构造与繁殖方式，比较细菌放线菌细胞结构、形态与培养特征的异同。强调放线菌资源的应用价值

3、，引入稀有放线菌概念并介绍资源研究近年创新性的方法与研究趋势。第二节 蓝细菌（由学生自学）第三节 支原体、立克次氏体与衣原体 这些特殊细菌与人类疾病关系密切，简述。侧重比较这三种特殊细菌的形态差异与鉴别根据。思考与作业：1试比较革兰氏阳性菌与阴性菌细胞壁结构的差异，并说明这两类细菌对青霉素与阳离子去污剂敏感性不一致的原因。2生命是缺壁细菌，简述形成原因及实践中的意义。第二章、真核微生物的形态、构造与功能 教学目的：真核微生物要紧包含真菌、微型藻类与原生动物。本章以真菌作为真核微生物的代表，通过丝状真菌、酵母菌与大型真菌的教授，使学生熟悉并掌握真核生物的结构，真核生物亚细胞结构与功能的关系，并以

4、亚细胞结构与分子结构与细胞功能的关系作为本章的重点。教学方式：多媒体教学。教学课时:3 学时（真菌概述与酵母 1.5 学时、丝状真菌与大型真菌1.5 学时）。教学内容：第一节 真核微生物概述 简单讲述比较真核微生物的类群及其生物学特征。略述真菌细胞壁、膜、等细胞构造。侧重介绍真菌细胞壁“92”结构、真菌细胞质中不一致于其它真核生物的细胞器，如膜边体、几丁质酶体、氢化酶体等。并全面讲述这些亚细胞结构的生物学功能。第二节 酵母 酵母是芽殖为要紧繁殖方式的一类单细胞真菌。简述酵母菌的通常细胞形态与构造，以啤酒酵母为例，讲授酵母菌的生活史。强调酵母菌在工业微生物、现代生物技术领域中的应用价值。第三节

5、丝状真菌 鉴于丝状真菌在工农业中的巨大应用价值，同时其形态特征又是真菌学研究入门的必备基础。本节作为全章的重点讲授。着重介绍真菌有性繁殖、无性繁殖、菌丝特化结构，同时引入目前使用形态为主进行的 Ainsworth 五个亚门的分类系统。在此，全面比较细菌、放线菌、酵母菌、丝状真菌的培养特征。第四节 产大型子实体的真菌蕈菌 简述大型真菌不一致发育阶段的特殊形态及有关的基本概念。思考与作业：1试理顺染色质、核小体、组蛋白与染色体之间的关系。2真菌什么亚细胞结构与动植物不一致，比较功能的差异。第三章、病毒与亚病毒 教学目的：病毒与人类有关密切，许多重大疾病来自于病毒的感染。同时，病毒是分子生物学与基因

6、工程的重要材料。通过本章学习，熟悉并掌握以噬菌体为主的细菌病毒的通常定义、概念、结构、特性、分离方法、复制特点，并以此作为本课程重要的章节。教学方式：多媒体教学。教学课时:4 学时（真病毒 3.0 学时、亚病毒 1.0 学时）。教学内容：第一节 病毒 详述病毒的基本形态、构造、化学组分。同时以烈性噬菌体为材料，讲授烈性噬菌体的繁殖方式。同时以一步生长曲线作为重点，侧重讲述：1 噬菌体效价测定方法。2 剖析一步生长曲试验设计的科学思想与严谨性，讲述烈性噬菌体繁殖的要紧特征曲线与有关参数。引入溶源噬菌体概念，比较烈性噬菌体与溶源噬菌体不一致感染结果的机制、增殖特点与鉴别特征。植物病毒与昆虫病毒：侧

7、重讲授两类病毒的感染机制与繁殖特点。第二节 亚病毒 全面比较类病毒、拟病毒、朊病毒三种特殊的分子病原体的结构、生理特征、可能的感染机制与危害性。思考与作业：1请设计一试验，如何测定某发酵液中是否存在着溶源噬菌体的感染。2查阅文献，阐述动物病毒的增殖方式。第四章：微生物的营养与培养基 教学目的：通过本章学习，熟悉并掌握微生物生长的营养基质要求，熟练地利用各类培养基的类型，分离、培养微生物或者进行微生物的发酵。本章重点要紧为 1）微生物 4 种营养类型、营养进入细胞方式、选择与鉴别培养基的使用。教学方式：多媒体教学。教学课时:2 学时。教学内容：第一节 微生物的 6 类营养要素（略）第二节 微生物

8、的营养类型 要紧介绍微生物的 4 种营养类型，侧重阐明光能异养型微生物的概念与营养特征。第三节 营养物质进入细胞的方式 该节为本章的重点。讲授并比较单纯扩散、促进扩散、主动运输与基团移位的营养运动方式。侧重阐明基团移位作为微生物物质汲取的要紧方式与运输的生物学特征。第四节 培养基 简述。以 EMB 培养基为例，侧重讲述选择培养基、鉴别培养基在微生物快速鉴定、特殊微生物的选择分离中的重要作用。引入选择培养的要紧环节及意义。思考与作业：1查阅资料，说明除课本介绍的 4 种类型外，微生物还有什么营养进入细胞的方式。2请设计分离降解“666”细菌的选择培养基。第五章 微生物的新陈代谢 教学目的：微生物

9、新陈代谢反映了微生物生命活动有关能量、物质的分解与合成的过程，揭示了生命活动的内在规律本质特征。是本课程重点讲授的内容。通过本章的学习，要求学生掌握微生物能量代谢、特殊的合成代谢与代谢与代谢调节的基本途径、规律、生物学意义与在工业发酵中的应用价值。教学方式：多媒体教学。教学课时:8 学时（能量代谢学 3 时；特殊合成途径 3 学时；代谢调控 2 学时）。教学内容：第一节 微生物的能量代谢 一、化能异养微生物的生物氧化与产能：拟下列列方面进行讲授：1 简述生物共有代谢途径 EMP、HMP 与 TCA 途径。2 详述微生物特有的代谢途径 ED 途径，侧重生物学特征。3 简述微生物好氧呼吸产能特点。

10、4 以硝酸盐、硫酸盐为例，讲述微生物的无氧呼吸产能特点（详述）5 微生物的发酵：简述微生物 6 种常见的发酵途径；侧重介绍比较同型乳酸发酵与异型乳酸发酵异同点；侧重介绍微生物通过氨基酸的产能 Stickland 发应 二、自养微生物产 ATP 与还原力 1以亚硝化细菌、硝化细菌为例，比较自养菌产能特点。2光能营养微生物：侧重介绍 1)光合细菌定义与类群、2）循环产能机制、3）嗜盐菌紫膜磷酸化机制 第二节 分解代谢与合成代谢 第三节：微生物特殊的合成途径（侧重介绍）1 自养微生物的 CO2 固定：Calvin 循环（简述）2 生物固氮（详述）：要紧介绍内容为 1）固氮微生物的类群、2）固氮的生化

11、机制，侧重固氮酶的结构、电子与能量转运、固氮活性测定方法、微生物防氧机制。3 细菌肽聚糖合成（详述）：1）侧重介绍肽聚糖合成全过程、2）抗生素的作用机制。第二节 微生物代谢调节与发酵生产 由于本节涉及工业微生物代谢工程内容，详述：1 微生物的代谢调节类型 1）酶合成调节 包含酶的诱导与阻遏、基因调控乳糖操纵子、转录调控其它方式等。2）酶活性的调节 包含变构调节、反馈抑制。2 代谢调节在发酵工业中的应用 1）以赖氨酸生产为例阐明解除反馈抑制的应用。2）以苏氨酸为例，阐述抗反馈调节突变株的应用。3）以谷氨酸为例，阐述操纵细胞膜渗透性的作用。思考与作业：1大肠杆菌是一种兼性厌氧微生物，其产能的机制有

12、什么类型？2 光合微生物按产能方式包含什么类型？根据红螺菌科的生理特点，简述该类细菌在环境保护中的应用价值。3 以二次生长为例，说明细菌基因表达的正、负调控机制。第六章、微生物的生长及其操纵 教学目的：微生物生长与操纵是微生物研究基本的方法学，是进行微生物研究与应用必备的基本能力。通过本章讲授，要求学生掌握微生物生长的研究方法与生长规律；与利用各类物理化学因子操纵有害微生物生长。教学方式：多媒体教学。教学课时:4 学时（生长测定方法、生长曲线、连续培养 2 学时；生长影响因素与有害微生物的操纵 2 学时）。教学内容：第一节 测定生长繁殖的方法 讲授微生物生长的通常研究方法，简述（有关内容试验课

13、讲授）。第二节 微生物生长的规律 讲授微生物典型生长曲线（详述）。讲授微生物的连续培养，比较恒浊器与恒化器的工作原理、操纵方式与应用范围的不一致（详述）。第三节 影响微生物生长的要紧因素 简述温度、pH、氧气、对微生物生长的影响。第四节 微生物培养方法概论 讲授微生物固体培养与液体培养的基本方法。侧重介绍厌氧微生物的培养技术与原理。第五节 有害微生物的操纵 1.灭菌与消毒的有关概念 2.高温灭菌（简述）3.杀菌剂、消毒剂与化疗剂：简述常用的杀菌剂与消毒剂、引入LD50、MIC 等概念；以磺胺为例，详述抗代谢类似物的作用机制、抗生素的定义与活性的测定方法。思考与作业：1比较恒浊器与恒化器两种连续

14、培养装置工作原理的差异与实践应用的价值。2根据磺胺类药物的作用机制，推测细菌出现抗磺胺药物的可能原因。第七章、微生物的遗传变异与异种 教学目的：微生物的遗传变异是微生物最根本的生物属性，反映微生物最基本的生物学特征。同时，微生物遗传变异与现代分子生物学关系密切，也是改造微生物，提高工业微生物发酵能力的基础。通过本章学习，要求学生掌握微生物遗传物质、突变机制、诱变育种方法与策略、细菌基因重组的机制等内容。半章是微生物课程的重点。教学方式：多媒体教学。教学课时:7 学时（遗传物质 2 学时；、突变与诱变育种 2 学时、细菌的基因重组 3 学时）。教学内容：第一节 遗传变异的基础 简述三个经典的遗传

15、试验。简述遗传物质在不一致水平的存在形式。详述质粒及有关特征。包含质粒的类型、质粒的特性、质粒在基因工程中的应用。第二节 基因突变与诱变育种 一、基因突变：计划讲授如下问题：1 基因突变的类型（详述）。2 基因突变的规律，侧重以影印平板培养法解惑关于基因突变的不对应性问题。3 详述基因突变的机制，包含碱基置换、移码突变的点突变与染色体畸变。4 在染色体畸变中详述微生物转座子的类型、转座机制及研究意义。5 以紫外线为例，详述紫外线引起突变的机制、通常应用注意的问题。二、突变与育种：计划讲授如下问题：1诱变育种应用的意义。2诱变育种实际应用务必注意的环节：1）简述诱变剂选择、突变率、2）详述艾姆氏

16、试验及在食品卫生中的应用。3）详述高效筛选方案的制定及突变株高效的捡出的创新性方法。4）详述营养缺陷型突变株有关的概念及选育方法。第三节 基因重组与杂交异种 该节为本章的重点，计划讲述如下问题：一、原核生物的基因重组 1、转化：1）详述受体菌的感受态、转化因子、转化条件、转化过程、2）转染（简述）。2、普遍转导：详述普遍转导中完全转导与流产转导的过程、特点，比较它们的异同。3、局限转导：1）详述低频转导的过程及生物学特点、2）详述高频转导的过程、特点、进行高频转导的基本条件。4、溶源转变（简述）。5、接合：1）详述大肠杆菌的 4 种接合类型、2）侧重阐述 Hfr菌株的来源与接合过程、特点。3）

17、接合中断试验的特点及研究意义。6、原生质体融合：讲述原生质体融合的意义、操作过程。二、真核微生物的基因重组 侧重讲述真菌的异核现象与准性生殖过程。准性生殖育种的原理、具体方法与在真菌育种中的应用。第六节 菌种的衰退。复壮与保藏 简述菌种衰退的原因。侧重讲述比较七种常规的菌种保藏方法及特点。思考与作业：1现因科研需要，请设计出从大肠杆菌中诱变筛选获得一株谷氨基酸营养缺陷型菌株的方法。2比较 IS、Tn 与 Mu 噬菌体转座的特点。与转化、转导、接合等比较，其重组的机制有什么不一致？3比较完全转导与局限转导在媒介、转导频率、转导机制的异同点。第八章、微生物生态 教学目的：微生物生态学是研究微生物与

18、其它生物及非生物因子之间相互关系的科学。应用微生物生态学在环境保护中具有重要的特殊作用。通过学习，要求学生熟悉微生物在生物圈的多样性及资源利用价值；掌握微生物在地球化学循环中的作用与污水处理中的应用及其机制。教学方式：多媒体教学。教学课时:3 学时（多样性 1 学时、生物地球化学循环 1 学时、污水生物处理 1 学时）教学方式：多媒体教学。教学课时:7 学时（遗传物质 2 学时；、突变与诱变育种 2 学时、细菌的基因重组 3 学时）。教学内容：第一节 微生物在自然界中的分布与菌种资源的开发 1 简述微生物在土壤圈、水圈、大气圈中的分布。2 详述极端环境微生物的类型、分布及应用价值。第二节 微生

19、物与生物环境间的关系 简述微生物同其它生物间的五种关系类型;侧重介绍 VitC 二步发酵法的互生关系、菌根、根瘤的共生关系。第三节 微生物与自然界物质循环 微生物与自然节物质循环，反应了微生物区别其它生物的特殊生态作用，是应用微生物的基础。拟重点讲述如下问题：1 碳素循环（简述）。2 氮素循环：简述氮素循环中的七个要紧环节。3 硫素循环：详述细菌沥滤的基本原理、要紧过程与研究意义。第四节：微生物与环境保护 微生物治理污水是本节的重点，其它简述。拟下列列内容展开：1 水体的污染富营养化（简述）。2 用微生物治理污水：侧重讲述：1）污水监测的指标；2）异生素及共代谢；3）污水处理的原理；4）污水的

20、三级处理；5）污水处理的常用方法及其运行机制，如曝气法、生物转盘法、滤池法。3 沼气发酵：简述沼气发酵的微生物类群与三个基本过程。思考与作业：1在污水的生物处理中，完全混合曝气法与生物转盘法的工作原理有何异同？第九章、传染与免疫 教学目的：微生物学的研究起源于医学，传染与免疫是人类诊断、预防与治疗各类传染病的基础。通过本章的学习，要求学生重点掌握非特异免疫与特异性免疫的要紧方式、机制、特点；抗体分子的类别、免疫应答规律与免疫功能；血清学技术及其应用。半章是本课程的重点。教学方式：多媒体教学。教学课时:7 学时（传染 1 学时；非特异免疫 1 学时；特异性免疫 3学时；血清学技术 2 学时）。教

21、学内容：第一节 传染 该节作为通常讲述。要紧内容：1 传染与传染病：有关的概念。2 影响传染结局的因素：分述病原、宿主免疫力与环境因素三个影响因素。其中，病原体的毒力作为重点叙述，重点包含：1）侵袭力：包含透明质酸酶等各类酶类的生理作用；2）毒素：外毒素与内毒素的性质、特征比较；外毒素的捡出方法（鲎试剂法）。3 传染的结局（简述）第二节 非特异性免疫 要紧介绍病原侵入时，机体多个层次的非特异性免疫，要紧讲述：1 表皮与屏障 包含皮肤、粘膜、血脑与血胎屏障的作用。2 吞噬细胞与吞噬作用 要紧介绍：1）白细胞的起源与分化；2）侧重讲述巨嗜细胞的四个要紧免疫功能。3 炎症反应 简述炎症的免疫功能。4

22、 体液与组织的抗菌物质：要紧介绍补体与干扰素。1）补体：简述补体的性质、补体激活、补体免疫特点。2）干扰素：侧重介绍干扰素的类型、作用机制。第三节 特异性免疫 是本章的重点之一，拟讲述：一、免疫器官 1 定义、类型、获得方式。2 免疫器官及其 T、B 两类免疫细胞的来源与分化。二、免疫细胞及其在细胞免疫中的作用 1 T 细胞的表面标记(详述)。2 T 细胞的分化与功能(详述)。3 B 细胞的表面标记个功能(详述)。4 其它免疫细胞（NK 细胞、K 细胞等，简述）。三、免疫分子及其在体液免疫中的作用 免疫分子具有多种种类，要紧介绍：1 抗原：包含抗原概念、特性。细菌抗原类型。侧重讲述抗原的异物性

23、与抗原决定簇；共同抗原及交叉反应。2 抗体：侧重讲述：1）抗体概念、抗体五个特点、Ig 的 5 种类型与化学结构（以基本结构为主，简述类别与型的划分）；2）Ig 的酶解片断，侧重简述 Fc 段的功能；3）Ig 的体与抗原结合价；4）全面比较 5 种 Ig 的生物学特性。3 抗体细胞的激活与抗体的形成：侧重讲述;1)抗原递呈细胞及其作用；2）抗体的产生过程及其应答规律；3）克隆选择学说；4）抗体多样性 4 单克隆抗体及杂交瘤技术；要紧讲述：1）定义；2）杂交瘤的制备及单抗生产技术；3）单抗及其制备技术的应用。第四节 免疫学方法及其应用 免疫学方法要紧包含抗原抗体的体外反应与抗体的制备技术。在免疫

24、防治、免疫诊断与分子生物学中应用非常广泛。作为本章的要紧内容。讲述内容包含：1 抗原抗体通常反应规律（简述）2 抗原抗体要紧反应：详述凝集反应、沉淀反应与补体结合反应的原理、具体方法与应用范围。3 免疫标记技术：详述酶联免疫吸附法（ELISA）的技术特点与应用范围；介绍双抗体夹心法与间接免疫吸附测定法的要紧技术要点。思考与作业：1比较内毒素与外毒素的生物学特性。以沙门氏菌为例，说明细菌的毒力与侵袭物质的作用机制。2免疫细胞要紧有什么类型？简述它们的起源与分化过程。3 就你所知，乙肝病毒有什么检测方法？试以 ELISA 方法，制定 HbsAg的检测方法。第十章、微生物的分类与鉴定 教学目的：微生

25、物分类是研究认识微生物的基础。通过本章学习，要求学生掌握细菌、真菌的分类系统与要紧的分类技术。教学方式：多媒体教学。教学课时:2 学时。教学内容：第一节 通用的分类单元 要紧介绍内容包含：1 微生物的分类单元，要紧介绍种的概念。2 微生物的分类与命名法规简介：要紧包含双名法、种的命名与科学名书写要求。第三节 微生物在生物界的地位 要紧介绍：1超界生物：三域系统。2细菌的内共生起源。第三节 各大类微生物的分类系统纲要 1 伯杰氏细菌系统学书册（第一、第二卷）。2 Ainsworth 真菌分类系统（安贝氏真菌学词典，第七、第八版）第四节 微生物分类鉴定方法 分类鉴定技术是本章的重点，侧重介绍常用的分子生物学鉴定方法，如核糖体 RNA 的碱基系列测序等技术。1 经典的微生物鉴定方法。2 微生物微量快速鉴定技术（简介 API 等数值鉴定系统）。3 DNA 碱基比例的测定。4 16SrRNA、18S rRNA、ITS（内转录区间）碱基序列分析（详述）。5 核酸杂交法。6 细胞化学成分分析。思考与作业：1在微生物的分类鉴定中，常规的细菌与真菌鉴定技术水平有何不一致？试分析造成这种差异的可能原因。