新微生物学大纲

微生物学教学大纲课程编号：120008课程名称：微生物学英文名称：Microbiology学分：3学时：51适用年级专业（学科类）：本科二年级（生物科学、生物技术、生物工程、海洋科学、生物信息）一、课程概述（一）课程性质微生物学是综合性大学生命科学学院各专业的基础课。也是河北大学1952年以来生物学系各专业包括生物科学、生物技术、生物工程、海洋科学及生物信息学等专业的基础课或专业基础课。《微生物学》是面向本学院各专业的基础课,必修课（二）教学目标与要求《微生物学》是面向本学院各专业的基础课，其教学目的应使学生掌握微生物的基本特征，基本的生命活动规律，在整个生物界的地位和在自然界的分布，与人类的关系和在生产实践中的意义；学会一定的研究微生物的基本方法和技能、明确微生物应用的基础理论，为全面地学习生命科学以及从事微生物学领域的工作打下良好基础，为培养创新型人才起到应有的作用（三）重点和难点本课程的教学重点包括：（1）微生物的形态、结构、组成与功能；（2）微生物的营养、代谢类型及其应用；（3）微生物的生长、繁殖规律及控制、利用、改造微生物的原理和技术；（4）微生物在工、农、医及环保等各方面的应用原理和方法等。其难点在于：（1）噬菌体的复制合成；（2）微生物代谢类型的多样性与特殊性及其应用；（3）基因突变、基因重组的原理与方法；（4）抗原与特异性免疫及免疫学应用。（四）与其他课程的关系本课程学时为51学时，不同专业可根据需要与可能，在具体教学过程中对内容分别取舍和调整、灵活掌握。本课为保持知识的系统性和完整性，要求学生应该具有动物生物学、植物生物学和生物化学的知识以后再来修本课，以便于学生的吸收和理解。微生物学是一门实践性很强的科学，是学生进一步学习分子生物学、基因工程、微生物工程等课程的基础，同时也是学生以后参加工作的必要基础。（五）教材及教学参考书1.《微生物生物学》（第八版）（美），杨文博等译，北京：科学出版社，2001；2.《微生物学》（第五版）（中文版），沈萍，彭珍荣主译，北京:高等教育出版社，2003；3.《微生物学》(第二版)，武汉大学,复旦大学生物系微生物教研室编，北京:高等教育出版社，1987；4.《微生物学教程》（第二版），周德庆编，北京:高等教育出版社,2002；5.《微生物学》(第二版)，俞大绂，李季纶编，北京:科学出版社,1985；6.《微生物学》（精要速览系列）（中文版），林稚兰等译，北京:科学出版社,2000；7.《医学微生物学》(第五版)，陆德源编，北京:人民卫生出版社,2001；8.《普通微生物学》，[德]H.G.施莱杰著，陆卫平、周德庆、郭杰笑等译，上海：复旦大学出版社，1990。二、学时分配章课程内容学时1绪论32微生物的纯培养和显微技术33微生物的结构和功能……………64微生物的营养35微生物代谢66微生物的生长繁殖及其控制67病毒48微生物的遗传89微生物的生态310微生物的进化、系统发育和分类鉴定211微生物物种的多样性212感染和免疫513微生物生物技术2三、课程内容第一章绪论教学目的和要求：通过绪论这一章的学习，了解微生物与人类的关系，以及微生物学在纵向和横向的发展概况及学科特点等。重点和难点：弄清微生物各项特点之间的关系，要讲清楚个特点之间的因果关系。主要内容：一、微生物与人类的关系二、微生物学的研究内容与分支学科三、微生物学发展简史四、微生物学的特点及展望主要教学环节的组织：讲授思考题：1.具体事例说明微生物与人类的关系。2.为什么说巴斯德和柯赫是微生物学的奠基人。第二章微生物的纯培养和显微技术教学目的和要求：本章以实验课为主，以课堂讲授为辅，使学生重点掌握微生物学中几项基本技术，主要包括分离培养技术、无菌操作技术、涂片染色技术、显微观察技术及菌种保藏技术等，同时了解微生物的形态。重点和难点：本章难点对三大类微生物的认识与区分；教师需要采取理论联系实际的方法，结合实验课做好该部分内容的教学工作。主要内容：第一节微生物的分离和纯培养一、无菌技术二、微生物的分离培养方法三、微生物保藏技术第二节显微镜和显微技术一、显微镜的种类及原理二、制片和染色技术第三节显微镜下的微生物形态和大小一、真细菌和古细菌二、真菌三、藻类四、原生动物主要教学环节的组织：以实验为主，自学加串讲思考题：如果没有显微镜，如何证实你周围环境中存在有微生物？第三章微生物的结构和功能教学目的和要求：本章以课堂讲授为主，以实验为辅，使学生重点了解微生物细胞的结构、组成和功能，尤其区分出原核微生物的基本结构与特殊结构，原核微生物和真核微生物细胞结构的区别。重点和难点：重点是微生物细胞的结构、组成和功能；难点是不同微生物细胞壁结构的多样性，尤其要注意G+和G-菌的区别及应用；主要内容：第一节原核微生物一、细胞壁二、细胞壁以内的构造三、细胞壁以外的构造第二节真核微生物一、细胞壁二、纤毛和鞭毛三、细胞质膜四、细胞核五、细胞质和细胞器主要教学环节的组织：以讲授为主，习题与提问思考题：1.简述细菌细胞的结构、组成与功能。2.如何解释细菌芽孢的耐热机制。3.试总结比较原核微生物与真核微生物在细胞结构上的异同。第四章微生物的营养教学目的和要求：本章的“营养要求”一节以自学为主，“培养基”一节以课堂讨论为主（事先布置思考题），然后以总结讨论课形式介绍有关“培养基”内容与“物质运输”内容，使学生重点了解培养基的组成原理和各营养物的生理功能。重点和难点：本章重点是微生物的营养需求及营养类型，难点是对各营养类型碳氮能源间关系的理解。主要内容：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三、微生物的营养类型第二节培养基一、配制原则二、培养基的类型及其应用第三节营养物质进入细胞一、扩散二、促进扩散三、主动运输:初级主动运输,次级主动运输,基团转位等四、膜泡运输主要教学环节的组织：自学为主，讨论加串讲思考题：1.如果希望分离到厌氧固氮菌，你该如何设计实验？2.简述配制培养基的基本原则。3.培养基分成哪几种？各适用于什么范围？第五章微生物代谢教学目的和要求：本章以“产能代谢”为主，以“物质代谢”为辅，重点介绍微生物代谢类型的多样性和特殊性，使学生了解各种不同的微生物有各种不同的代谢途径，可以得到不同的代谢产物，从而激发学生去开发未知的微生物世界，以寻找新的代谢产物的可能性（即微生物新产品的开发）。重点和难点：能量代谢是本章重点，难点是微生物产能代谢不同途径的区别与联系主要内容：第一节代谢概论第二节微生物产能代谢一、生物氧化二、异养微生物的生物氧化三、自养微生物的生物氧化四、能量转换第三节微生物的耗能代谢一、细胞物质的合成二、其它耗能反应:运输、运动、生物发光第四节微生物代谢的调节一、酶活性调节二、分支合成途径调节:同功酶、协同、累加等第五节微生物次级代谢与次级代谢产物一、次级代谢与次级代谢产物二、次级代谢的调节主要教学环节的组织：以讲授为主，部分内容自学，对比式教学法思考题：1.与高等动、植物相比，微生物代谢类型的多样性表现在哪些方面？2.细菌的光合作用与植物的光合作用之间有什么不同？3.为什么说丙酮酸是微生物碳代谢的中间枢纽产物？第六章微生物的生长繁殖及其控制教学目的和要求：本章重点讲授微生物生长繁殖的规律以及影响生长的环境因子和控制生长的理化因素，目的是使学生认识“规律”并利用“规律”于科学研究或生产实践中，利用环境因子或理化因子人为地控制微生物的生长。重点和难点：了解微生物生长繁殖的规律并理解这一规律出现的原因，理化因子对微生物的作用；主要内容：第一节细菌的个体生长一、染色体DNA的复制和分离二、细胞壁扩增三、细菌的分裂与调节细菌的群体生长繁殖一、细菌群体生长规律二、生长的数学模型三、主要生长参数四、连续培养五、同步培养真菌的生长与繁殖一、丝状真菌的生长繁殖二、酵母菌的生长繁殖环境对生长的影响及生长的测定一、环境对微生物生长的影响二、微生物生长的测定微生物生长繁殖的控制一、控制微生物生长的物理因素二、控制微生物生长的化学物质主要教学环节的组织：以讲授为主，辅以习题和课堂提问思考题：1.试述细菌的群体生长规律，并说明在生产实践中的意义。2.试述微生物生长的测定方法、原理并比较其优缺点。第七章病毒教学目的和要求：本章内容相对独立，目的是让学生了解非细胞生物——病毒的一般生物学特征，其中讲述重点包括：病毒的形态、结构和化学组成，病毒的复制周期等。重点在于噬菌体的形态、结构和组成；感染循环和溶源性等，难点在于“噬菌体的复制合成”。通过介绍几种亚病毒因子把学生思路引向由“朊病毒”引起的思考，从而把基础微生物学与科学前沿结合在一起。重点和难点：重点是病毒与细胞型生物的区别——病毒的特征及病毒复制的动态过程。难点是病毒复制的动态过程及一步生长曲线等内容。主要内容：第一节概述一、病毒的定义和特点二、病毒的宿主范围三、病毒的分类与命名第二节病毒学研究的基本方法一、病毒的分离和纯化二、病毒的测定三、病毒的鉴定第三节毒粒的性质一、毒粒的形态结构二、毒粒的化学组成第四节病毒的复制一、病毒的复制周期二、病毒感染的起始三、病毒的大分子合成四、病毒的装配与释放第五节病毒的非增值性感染第六节亚病毒因子主要教学环节的组织：以讲授为主，部分自学，辅以课堂习题思考题：1.病毒的基本特征是什么？2.简述病毒的形态、结构和组成。（任举一例）3.试述噬菌体与宿主细胞之间的相互关系。4.谈谈你对朊病毒的认识和看法。第八章微生物遗传教学目的和要求：本章包括有本课的重点和难点，主要介绍微生物遗传的物质基础，诱变育种和重组育种的基本理论和方法，使学生了解微生物常规育种技术，并通过认识微生物遗传多样性，微生物基因组结构进而认识微生物于人类基因组计划的关系，从而把微生物学的发展与人类社会的文明联系在一起。重点和难点：主要是细菌基因转移和重组、接合作用、转导、转化、性导、酵母的遗传特征、真菌的准性生殖、微生物育种及突变菌株的筛选;难点是转化，转导，性导，结合及准性生殖等一系列概念的区别与联系。主要内容：第一节遗传的物质基础第二节微生物的基因组结构第三节质粒和转座因子第四节基因突变及修复一、突变的类型及其分离二、突变的分子基础三、DNA的损伤与修复第五节细菌基因转移和重组一、接合作用二、转导三、转化第六节真核微生物的遗传学特征一、酵母的遗传特征二、丝状真菌的准性生殖第七节微生物育种主要教学环节的组织：以讲授为主，讨论加讲授思考题：1.简述诱变育种的基本环节。2.营养缺陷型的筛选方法和步骤。3.原核微生物基因重组的类型分为哪几种？第九章微生物的生态教学目的和要求：本章内容以自学和讲授相结合，辅以适当的课堂讨论，使学生了解微生物生态系统多样性和在自然界的分布与作用，重点认识极端微生物的开发利用和污染物的微生物降解与污染环境的微生物修复等新的生长点。重点和难点：微生物在物质循环中所起的具体作用较重要；主要内容：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角色二、微生物与物质循环第二节生态环境中的微生物一、微生物群落二、土壤、大气和水域中的微生物三、动、植物体中的微生物四、极端环境下的微生物五、工农业产品上的微生物及霉腐控制第三节人体微生物及病原微生物的传播一人体微生物二病原微生物通过水体中的传播三病原微生物通过土壤中的传播四病原微生物通过空气的传播第四节微生物与环境保护主要教学环节的组织：以自学为主，重点内容讲授思考题：简述微生物在自然界物质循环中的作用。第十章微生物的进化、系统发育和分类鉴定教学目的和要求：通过认识微生物的进化关系进而了解生命三域的主要特征，重点掌握微生物分类、鉴定的特征和技术。重点和难点：进化的测量指征；三界生物理论；分类学的内容包括分类、命名和鉴定；《伯杰氏系统细菌学手册》是目前进行细菌分类和鉴定的重要参考书目；微生物分类和鉴定的特征，包括基因型特征和表型特征；微生物的快速鉴定和自动化分析技术。主要内容：第一节进化的测量指标第二节细菌分类第三节微生物分类鉴定的特征和技术第四节微生物的快速鉴定及自动化分析技术主要教学环节的组织：自学加讲授思考题