微生物學(xué)課程教學(xué)大綱

《微生物學(xué)》課程教學(xué)大綱課程編號(hào)：0231104課程名稱：微生物學(xué)總學(xué)時(shí)數(shù)：72實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：30/24（單獨(dú)開(kāi)課）先修課及后續(xù)課：先修課程：專業(yè)導(dǎo)論，基礎(chǔ)化學(xué)，生物化學(xué)，生物技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)后續(xù)課程：細(xì)胞生物學(xué)，遺傳學(xué)，分子生物學(xué)，基因工程，細(xì)胞工程，免疫學(xué)等]一、說(shuō)明部分.課程性質(zhì)：《微生物學(xué)》是生物工程、生物技術(shù)等專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，授課對(duì)象為生物工程專業(yè)、生物技術(shù)和環(huán)境工程專業(yè)本科學(xué)生。.教學(xué)目標(biāo)及意義：本課程為生物相關(guān)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，在教學(xué)過(guò)程中，應(yīng)注意培養(yǎng)學(xué)生觀察、思考、分析、歸納的自學(xué)能力，并要求學(xué)生會(huì)捕捉新的信息，注意學(xué)科的進(jìn)展與動(dòng)向。使學(xué)生能夠運(yùn)用微生物學(xué)原理，指導(dǎo)和解決今后學(xué)習(xí)及實(shí)際工作中遇到的有關(guān)理論問(wèn)題；結(jié)合實(shí)驗(yàn)教學(xué)，使學(xué)生熟知微生物學(xué)研究的常規(guī)方法和手段，能夠熟練進(jìn)行微生物基本操作。為其他課程的學(xué)習(xí)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。3.教學(xué)內(nèi)容和要求本課程系統(tǒng)介紹微生物的形態(tài)構(gòu)造與功能、營(yíng)養(yǎng)需求、生理代謝、生長(zhǎng)繁殖、遺傳變異、傳染與免疫等生命活動(dòng)規(guī)律及其在科研和實(shí)踐方面的主要應(yīng)用，要求學(xué)生在理解基本原理和概念的基礎(chǔ)上，會(huì)歸納解決常見(jiàn)問(wèn)題所適用的方法與手段，知道微生物在生物學(xué)科中的地位和作用。.教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn),教學(xué)重點(diǎn)：微生物的構(gòu)造與功能；微生物的營(yíng)養(yǎng)；微生物的代謝；微生物的生長(zhǎng)及控制；微生物的遺傳和變異教學(xué)難點(diǎn)：微生物的代謝；微生物的遺傳和變異.教學(xué)方法與手段以多媒體教學(xué)為主，采取講授、自學(xué)、課堂討論、專題講座等多種方式講授課程知識(shí)，并要求學(xué)生閱讀相關(guān)參考書籍，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力，使學(xué)生掌握微生物學(xué)基本理論及基本操作技術(shù)。該課程教材及PPT為英語(yǔ)形式，旨在提高學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí)，提高學(xué)生對(duì)專業(yè)英語(yǔ)的掌握程度。6.教材及主要參考書教材：Microbiology Asystemsapproach,MarjorieKellyCowan,KathleenParkTalaro,McGrawHillHigherEducation,2006主要參考書：.AphotographyatlasfortheMicrobiologylaboratory才dEdition,MichaelJ.Leboffe;BurtonE.Pierce;MortonPublishingCompany,2005-.Microbiology,6/e,LansingMPrescott,JohnPHarley,DonaldAKlein,McGrawHillHigherEducation,2006.微生物學(xué)導(dǎo)論（第二版）影印版，2003,科學(xué)出版社..周德慶《微生物學(xué)教程》（第二版）2002，高等教育出版社..沈萍《微生物學(xué)》（第五版）（中文版）2003,高教出版社..郝素珍《實(shí)用醫(yī)學(xué)免疫學(xué)》，，高等教育出版社.二、正文部分Chapter1TheMainThemesinMicrobiology一.教學(xué)要求》要求學(xué)生熟練掌握微生物的特點(diǎn)了解人類對(duì)微生物的認(rèn)識(shí)史及微生物的發(fā)展史，了解巴斯德、科赫在微生物學(xué)領(lǐng)域的重要地位和貢獻(xiàn)。了解微生物的發(fā)展與人類的關(guān)系。掌握微生物學(xué)的分類及微生物的命名規(guī)則掌握基本的專業(yè)詞匯二.教學(xué)內(nèi)容知識(shí)要點(diǎn)TheMicrobialWorld;WhatisMicrobiologyWhyStudyMicrobesCharacteristicsMicroscopicOrganismsHistoricalAspectsTaxonomy三.本章學(xué)時(shí)數(shù)：4Chapter3ToolsoftheLaboratory:TheMethodsforStudyingMicroorganisms#一.教學(xué)要求要求學(xué)生熟練掌握光學(xué)顯微鏡的原理，不同顯微鏡的特點(diǎn)，影響顯微鏡成像的主要因素，各種顯微鏡的使用范圍。掌握電子顯微鏡的原理及與光學(xué)顯微鏡的異同點(diǎn)。對(duì)最新的掃描隧道顯微鏡，原子力顯微鏡有初步的了解。掌握染色技術(shù)的原理，染色類型，染色的作用、特點(diǎn)及應(yīng)用等。掌握相關(guān)的專業(yè)詞匯二.教學(xué)內(nèi)容…MicroscopeHistoryoftheMicroscopeImagesProducedByCompoundLightMicroscopeMeasurementsofLengthRelativeSizeofDifferentGroupsofMicrobesThreefactorsinobtaininganimageMagnificationResolution(orResolvingPower) ContrastImportantCharacteristicsoftheCompoundMicroscopeTypesofMicroscopyBright-fieldmicroscopyDark-fieldMicroscopyAComparisonofBright-fieldandDark-fieldMicroscopyPhase-ContrastMicroscopyFluorescenceMicroscopy]BasicsofElectronMicroscopyTransmissionElectronMicroscopy(TEM)ScanningElectronMicroscopy(SEM)ComparisonofTEMandSEMScanningTunnelingMicroscope(STM)andAtomicForceMicroscope(AFM)StainingPrinciplesofStainingTypesofStains*NegativestainsPositivestainsSimpleStainDifferentialstainsSpecial(structural)stains-stainsusedtohighlightspecificpartsofmicrobes三.本章學(xué)時(shí)數(shù)：5Chapter4CharacteristicsofProkaryoticCells.一.教學(xué)要求明確細(xì)菌是微生物學(xué)研究的主要對(duì)象。了解原核細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)和特殊結(jié)構(gòu)，掌握化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系。了解原核細(xì)胞的分裂方式和過(guò)程。知道有關(guān)微生物的常識(shí)如基本形態(tài)、大小范圍及測(cè)定方法、菌落的特征及在分類鑒定中的意義。明確G+菌、G-菌的細(xì)胞壁組成及異同點(diǎn)，肽聚糖的交聯(lián)方式。掌握革蘭氏染色法的原理和應(yīng)用；明確細(xì)胞壁缺陷型細(xì)菌的形成原因、特點(diǎn)及其應(yīng)用。知道放線菌結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，尤其是抗生素生產(chǎn)方面具有重大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。知道幾種常見(jiàn)代表屬及常見(jiàn)生產(chǎn)菌株和致病菌株。掌握藍(lán)細(xì)菌的主要生理功能是固氮作用和光合作用，了解藍(lán)細(xì)菌特有的光合色素一一藻膽色素。知道古生菌的意義及特點(diǎn)，了解立克次氏體、衣原體、支原體等特點(diǎn)。掌握一些關(guān)于原核微生物的常規(guī)和新的研究方法。掌握相關(guān)專業(yè)詞匯。二.教學(xué)內(nèi)容SizeandMorphologysizeBacterialMorphologyBacterialshapesandarrangementStructureCellWall)CellwallofGram+CellwallofGram-Gram+andGram-CellWallsCellWallFunctionsVariationsincellwallPlasmaMembraneCapsuleProjectionsFromBacteria/flagella&fimbriae&piliCytoplasmRibosomesNucleoidCellInclusionsEndosporesStructureofEndosporeProcessesofSporeformers、Endospore,cyst,parasporalcrystalGroupsofBacteriacyanobacteria-blue-greenbacteriamycoplasmas-havenocellwallrickettsias-parasitcbacteriaoftentransmittedbyticksandfleas.chlamydias-“energyparasites”thatcannotsynthesizeATPArchaea:ProcaryotesnowplacedinadifferentDomainfromotherbacteriaHavenopeptidoglycanincellwallandfewerphospholipidsinplasmamembrane]4.Actinomycetes三.本章學(xué)時(shí)數(shù)：10Chapter5CharacteristicsofFungi一.教學(xué)要求了解真核細(xì)胞壁組成，清楚蝸牛酶對(duì)真核細(xì)胞壁的作用原理。掌握真核細(xì)胞無(wú)性和有性繁殖過(guò)程及其生活史，分辨真核細(xì)胞與原核細(xì)胞的區(qū)別所在。了解霉菌的形態(tài)、功能與分類，營(yíng)養(yǎng)需求，生活史，應(yīng)用及危害的防治《能夠比較四大類微生物菌落和細(xì)胞形態(tài)特征的異同點(diǎn)?；镜膶I(yè)詞匯的掌握。二.教學(xué)內(nèi)容CharacteristicsofFungiThehistoryofEucaryotesStructureCellWallGlycocalyx]FlagellaMaingroupofEucaryoticmicroorganismYeasts&Molds&FleshyfungisTypesofHyphaeStructuralTypesFunctionaltypesSpecialformofVegetativehyphaeSpecialformofAerialhyphae*TypesofReproductioninFungiTypesofFungalSporesTypesofAsexualSporesStepsinProductionofSexualSporesTypesofSexualSporesMoldreproductionandlifecycleDivisionsoftheFungiFleshyfungi蕈菌/傘菌(BeneficialEffectsofFungiHarmfulEffectsofFungi三.本章學(xué)時(shí)數(shù)：7Chapter6Anintroductiontotheviruses一.教學(xué)要求明確非細(xì)胞形生物一一病毒的生物學(xué)特點(diǎn)，知道病毒分類的主要依據(jù)，了解病毒的形態(tài)、構(gòu)造特點(diǎn)和組分。掌握病毒繁殖步驟特點(diǎn)，了解病毒的生物合成過(guò)程特別是逆轉(zhuǎn)病毒生物合成的特點(diǎn)與意義，明確病毒的常規(guī)培養(yǎng)方法。把握溫和噬菌體和裂性噬菌體侵染宿主的過(guò)程和結(jié)果。掌握噬菌體一步生長(zhǎng)曲線各期特點(diǎn)及意義，深入理解溫和噬菌體的整合特性，溶源轉(zhuǎn)化的生物學(xué)特性及意義。知道噬菌體效價(jià)測(cè)定，溶源菌檢定的常用方法。明確原噬菌體、pfu、自外裂解、裂解量等概念，知道干擾素產(chǎn)生機(jī)理及其作用。|了解類病毒、衛(wèi)星病毒、衛(wèi)星RNA、骯病毒等亞病毒各自化學(xué)組成特點(diǎn)、寄生方式及致病性，明確其發(fā)現(xiàn)對(duì)于生物學(xué)基礎(chǔ)研究、病理學(xué)研究、分子生物學(xué)研究等方面的意義。特別注意骯病毒的發(fā)現(xiàn)的意義及其繁殖的特點(diǎn)。掌握相關(guān)專業(yè)詞匯二.教學(xué)內(nèi)容ThehistoryofresearchthevirusesUniqueCharacteristicsofVirusesSizecomparisonofviruses—howbigaretheyViralcomponentsvirion-completevirusthatcaninfecthost~ViralcomponentsVirusparaticle(virion)Nakedviruses(nucleocapsids)EnvelopedvirusesMorphologicalGroupsofVirusesClassificationofViruses1Characteristicsusedtypeofnucleicacid?typeofhostmorphologyViralReplicationreplicativecircleViralReplicationAdsorption&Penetration&Uncoating&ViralReplication&Assembly&ReleaseCultivationofAnimalViruses.cellculturesIII.duckandchickembryos.livelabanimalsofViralInfectionsBacteriophageBacteriophagemorphologyBacteriophageReplicationonestepgrowthcurve(一一步生長(zhǎng)曲線)TypesofBacteriophage》Lyticphage&Lysogenic(temperate)phageLysogenicconversionInfectiousnoncellularParticlesPrions&Viroids&Virusoid(viroid-like;satellite)三.本章學(xué)時(shí)數(shù)：10Chapter7日ementsofmicrobialnutrition,Ecology,andgrowth一.教學(xué)要求掌握微生物的營(yíng)養(yǎng)需求，及根據(jù)營(yíng)養(yǎng)代謝對(duì)微生物的分類。!掌握微生物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的運(yùn)送方式。掌握微生物培養(yǎng)基配制的要求和基本原則。明確純培養(yǎng)的意義，知道純培養(yǎng)裝置的要求，重點(diǎn)了解微生物的常規(guī)分離方法和純培養(yǎng)技術(shù)，掌握實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的常用方法和器皿，特別了解厭氧菌培養(yǎng)的除氧裝置和方法。知道大規(guī)模生產(chǎn)培養(yǎng)常用的培養(yǎng)器及配套裝置，了解微生物培養(yǎng)技術(shù)的發(fā)展特點(diǎn)和動(dòng)向。掌握細(xì)菌純培養(yǎng)的群體生長(zhǎng)規(guī)律，重點(diǎn)掌握生長(zhǎng)曲線各期的特點(diǎn)及其對(duì)實(shí)際生產(chǎn)和研究中的指導(dǎo)作用。掌握連續(xù)培養(yǎng)的理論依據(jù)、意義、應(yīng)用，明確生長(zhǎng)限制因子、生長(zhǎng)速率、常數(shù)R、代時(shí)G、產(chǎn)量常數(shù)等概念，知道連續(xù)培養(yǎng)器的常規(guī)裝置和類型。明確群體生長(zhǎng)和繁殖的概念，清楚生長(zhǎng)量和繁殖量的意義。重點(diǎn)了解測(cè)定微生物生長(zhǎng)繁殖常用的生物量、生理指標(biāo)、計(jì)數(shù)的原理及方法，特別是其適用范圍和優(yōu)缺點(diǎn)，重點(diǎn)掌握微生物的顯微鏡直接計(jì)數(shù)法、平板菌落計(jì)數(shù)法，微生物細(xì)胞干重法的測(cè)定。掌握影響微生物生長(zhǎng)的因素。掌握微生物之間的相互關(guān)系。掌握專業(yè)詞匯?！?教學(xué)內(nèi)容.GrowthRequirementsofmicrobeChemical日ementsofMicroorganismcellMinimalGrowthRequirementsCarbonsourceNitrogensourceEnergysourceInorganicsalt?GrowthfactorsWaterTransportmechanismsforNutrientabsorptionPassivediffusion擴(kuò)散facilitateddiffusion促進(jìn)擴(kuò)散Activeactivetransport 主動(dòng)運(yùn)輸?grouptranslocation 基團(tuán)轉(zhuǎn)位3MicrobiologicalMediaTypesofMediaBasedonphysicalstateTypesofMediaBasedonContentChemicallydefinedmedia(syntheticmedium):Chemicallyundefinedmedia(Complexmedia)TypesofMediaBasedonUseMinimummedium基礎(chǔ)培養(yǎng)基IIIAll-purposemedia完全培養(yǎng)基SelectivemediaDifferentialmediaPureCultureTechniquesThefiveI'sPureCultureTechniquesFactorsAffectingMicrobialGrowthTemperature$pHfreeoxygenosmoticpressureofenvironmentBacterialReproductionBinaryfissionGrowthofaBacterialPopulationPhasesofPopulationGrowthlagphase,logarithmicphase,stationaryphase,decline(death)phase[MeasurementofGrowthRelationshipsBetweenMicrobes7.1Symbioticrelationships7.2NonsymbioticrelationshipsTypesofSymbioticRelationshipsParasitism&Mutualism&CommensalismTypesofNonsymbioticRelationshipsSynergism&Antagonism#三.本章學(xué)時(shí)數(shù)：9Chapter8Microbialmetabolism一.教學(xué)要求通過(guò)本章的課堂教學(xué)，使學(xué)生掌握分解代謝和合成代謝的概念，掌握化能異樣微生物產(chǎn)能的幾種途徑，掌握脫氫、遞氫、受氫的過(guò)程，理解發(fā)酵、有氧呼吸、無(wú)氧呼吸作用。了解各發(fā)酵類型的出發(fā)點(diǎn)和最終產(chǎn)物，了解同(異)型酒精發(fā)酵和同(異)型乳酸發(fā)酵。掌握自養(yǎng)微生物的生物氧化形式、產(chǎn)能效率，了解硝化細(xì)菌、硫細(xì)菌的能量代謝和硝化作用。掌握光能自養(yǎng)微生物環(huán)式、非環(huán)式光合作用，了解嗜鹽桿菌紫膜的光合作用及意義。知道自養(yǎng)微生物固定CO2的方式能夠比較ATP的三種主要產(chǎn)生方式的特點(diǎn)、異同、產(chǎn)能效率。掌握相關(guān)專業(yè)詞匯。?二.教學(xué)內(nèi)容ThemetabolismofmicrobesMetabolismBiologicaloxidationEnzymesThepursuitandutilizationofenergyEnergySourcesforMicrobesExternalenergysources?Oxidation-ReductionReactionsAdenosineTriphosphatePhosphorylationTypesofPhosphorylationSubstratephosphorylationOxidativephosphorylationPhotophosphorylationUseofOrganicMoleculesforEnergy。Respiration:breaksdownorganicmoleculesusinganETSFermentation:BreaksdownorganicmoleculeswithoutusinganETSFeaturesofETSChemiosmoticMechanismRespirationofGlucoseAnaerobicrespirationAnaerobicrespirationNitraterespiration&Denitrification反硝化作用)、PutrefactionSummaryforRespirationFermentationDefinition-oxidationoforganicmoleculesthatdoesnotuseanETSCharacteristicsoffermentationPatternsofFermentationSummaryofoxidationwithorganicmoleculesOxidationofInorganicMoleculesforEnergy(Nitrifyingbacteria ammonia-NH^oxidationsulfurbacteriaThiobacillus￡6=「00*14氧化亞鐵硫桿菌)OxidationofInorganicMoleculesSynthesizeorganicmoleculesbyCalvin-BensoncycleUseofSunlightAsEnergySourcephotophosphorylationPhotosynthesis\PhotosyntheticmicrobesReactionsofPhotosynthesisLightReactionTypesofPhotophosphorylationCyclicphotophosphorylation&NoncyclicphotophosphorylationHalophile(purplemembranephotosynthesis)DarkReaction三.本章學(xué)時(shí)數(shù)：9￥Chapter9Genetics一.教學(xué)要求深入理解原核生物質(zhì)粒在遺傳、理論研究、生產(chǎn)實(shí)踐中重要意義，重點(diǎn)掌握原核質(zhì)粒的分子結(jié)構(gòu)與功能，了解幾種具有代表性細(xì)菌質(zhì)粒的性質(zhì)及應(yīng)用，明確遺傳型、基因型、變異型、表型、誘變等概念。明確基因組概念和基因突變的類型及特點(diǎn)，掌握點(diǎn)突變與染色體畸變的機(jī)制，了解引起自發(fā)性突變的可能因素和常用誘變劑及其作用機(jī)理，掌握UV誘變機(jī)理及修復(fù)系統(tǒng)。了解營(yíng)養(yǎng)缺陷型。了解原核細(xì)胞轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)導(dǎo)、接合，明確各自發(fā)生的條件、媒介類型，重點(diǎn)掌握普遍轉(zhuǎn)導(dǎo)、局限轉(zhuǎn)導(dǎo)的異同點(diǎn)，明確其媒介類型、所攜外源DNA的特點(diǎn)及所得到重組子的特性。明確F+菌株、F-菌株、F/菌株和Hfr菌株的含義及相互間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，掌握其在接合現(xiàn)象中所起的作用和結(jié)果，尤其是Hfr菌株在利用中斷雜交法繪制環(huán)狀染色體圖中的作用。明確轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)染、轉(zhuǎn)導(dǎo)、接合、感受態(tài)、轉(zhuǎn)化子、轉(zhuǎn)導(dǎo)子、接合子、給體菌、受體菌、外源NA等概念及意義。(了解基因工程的基本原理和基本操作程序，明確給體、受體、載體、工具酶、工程菌的概念，知道基因工程的應(yīng)用和發(fā)展前景。明確菌種衰退的原因與現(xiàn)象，掌握菌種復(fù)壯的原理和方法。明確保藏菌種的原理、目的和原則，重點(diǎn)掌握不同類型微生物常用的保種方法。二.教學(xué)內(nèi)容BacterialGeneticsOperonComponentsstructuralgenes&promoter&operator®ulatorgeneTwoTypesofOperons]InducibleoperonsRepressibleoperonsDNATransferplasmidsThetypeofplasmidsFertilityfactor,Ffactor致育因子：plasmidwithgenescodingforsexpilusResistancefactor,Rfactor抗性因子Bacteriocinproductionplasmid（產(chǎn)細(xì)菌素的質(zhì)粒）!virulenceplasmid（毒性質(zhì)粒）Metabolicplasmid（代謝質(zhì)粒）crypticplasmid（隱秘質(zhì)粒）DNAtransferalwaysone-wayfromdonortorecipientPossibleResultsofDNATransferTypesofDNATransferConjugation&Transformation&TransductionGeneticEngineering…Definitionsgeneticengineering&RecombinantDNA&cloningvector&cloninghostKeyenzymes-restrictionendonucleasesActionofRestrictionEndonucleasesStepsinGeneticEngineeringMutationDefinitionsVariation&mutation&mutant&Prototroph&auxotroph&geneticcode（auxotroph&resistantmutant&conditionallethalmutant&morphologicalmutantGeneticCodeTypesofMutationsCauseofMutationTypesofMutagensAmesTest三.本章學(xué)時(shí)數(shù)：8Chapter11-12ControlofMicrobialGrowth!一.教學(xué)要求了解各種理化因素對(duì)微生物生長(zhǎng)的影響機(jī)理、后果及其控制。明確滅菌、防腐、抑菌、消毒、最適生長(zhǎng)溫度、最適pH等概念。掌握濕（干）熱滅菌法、連消法、巴氏消毒法、過(guò)濾除菌法等常規(guī)方法的規(guī)定指標(biāo)和適用范圍。理解石碳酸系數(shù)的意義。知道實(shí)驗(yàn)室、無(wú)菌室（箱）的常規(guī)消毒方法。明確化療與化學(xué)治療劑、抗生素、抗菌譜等概念，了解化學(xué)治療劑的特點(diǎn)、種類，掌握抗代謝物、抗生素影響微生物生長(zhǎng)的作用機(jī)制及作用位點(diǎn)，了解微生物產(chǎn)生耐藥性的途徑及控制。二.教學(xué)內(nèi)容ReasonsforcontrollinggrowthApproachestoControllingGrowth.Killingmicrobes-microbicidalagents（殺菌劑）.Preventingmicrobialgrowth-microbistaticagents抑菌劑U\.Removalofmicrobes.TerminologyofControlAntimicrobialagents/germicide抗菌劑/殺菌劑Sterilization滅菌Commercialsterilization商業(yè)滅菌Disinfection^消毒Disinfectant消毒劑UAntisepsis防腐 Antiseptic防腐劑Sanitization凈化Asepsis無(wú)菌PhysicalMethodsofControlTargetsofphysicalmethodsPhysicalMethodsUsedheat&filtration&colddesiccation&radiationChemicalMethodsofControl~AntimicrobialagentBacteriostaticagent抑菌劑&Bactericide