武汉大学微生物教学提纲.doc

第一章 绪论一、武汉大学“微生物学” 课程的建设与发展二、本学期的教学安排三、微生物与我们四、微生物的发现和微生物学的建立与发展（一）微生物的发现（二）微生物学的奠基 1.巴斯德 2.柯赫（三）微生物学发展过程中的重大事件（四）20世纪的微生物学（五）微生物学在生命科学发展中的重要地位 1、微生物是生物学基本理论研究中的理想实验对象 2对生命科学研究技术的贡献 3微生物与“人类基因组计划”（五)我国微生物学的发展（六）21世纪微生物学展望五、微生物的类群及特点思考题：1. 用具体事例说明人类与微生物的关系，为什么说微生物既是人类的敌人，更是我们的朋友？ 2. 为什么微生物能成为生命科学研究的“明星”? 3. 为什么说巴斯德和柯赫是微生物学的奠基人?第二章 纯培养和显微技术第一节 微生物的分离和纯培养一、无菌技术1. 微生物培养的常用器具及其灭菌2. 接种操作二、用固体培养基分离纯培养1. 稀释倒平板法2. 涂布平板法3. 平板划线法4. 厌氧微生物的分离三、用液体培养基分离纯培养四、单细胞（孢子）分离五、选择培养分离1. 利用选择平板进行直接分离2. 富集培养六、二元培养物第二节 显微镜和显微技术一、显微镜的种类及原理1. 普通光学显微镜2. 暗视野显微镜3. 相差显微镜4. 荧光显微镜5. 透射电子显微镜6. 扫描电子显微镜7. 扫描隧道显微镜 二，显微观察样品的制备（略）思考题：1、为什么说Koch等建立的微生物纯培养技术是微生物学建立与发展的基石？一般可用哪些方法获得微生物的纯培养？2、微生物的最显著特征就是个体微小，通常只能通过 显微镜进行观察。试列举在显微观察（光镜和电镜）中通过改变样品的反差以改善观察效果的技术及方法。3、试利用表格形式对各类显微镜在原理、样品制备和观察方面的异、同进行概括、比较。 4、 试找到一篇使用微生物照片的文献，分析该文为什么要使用微生物照片，采用的是何种显微观察技术？依你之见，该文作者的这张照片还可以用哪些技术获得？第三章 微生物类群与形态结构第一节 真细菌一、一般形态及细胞结构（一）个体形态与排列（二）大小（三）细胞的结构 1、细胞壁 2、细胞质膜 3、细胞质和内含物 1）概念 2）贮藏物 3）磁小体4）羧酶体 5）气泡 6）载色体 7）核糖体 8）质粒 4、核区（nuclear region or area） 5、特殊的休眠构造芽孢 1）概念 2）细菌芽孢的特点 3）芽孢的形成与芽孢的萌发过程 4）芽孢的耐热机制 5）芽孢杆菌（Bacillus）芽孢形成的生理调控 6）伴孢晶体 7）细菌的其他休眠构造 6、糖被 1) 概念 2）特点 7、鞭毛 1）概念 2）观察和判断细菌鞭毛的方法 3）鞭毛的结构及其运动机制 4）鞭毛推动细菌运动的特点 8、菌毛 9、性毛二、放线菌（一）概念（二）形态与结构1、营养菌丝2、气生菌丝3、孢子丝（三）生长与繁殖（四）菌落形态（五）分布特点及与人类的关系三、支原体、立克次氏体和衣原体 （一）立克次氏体 1、概念： 2、特性 （二）支原体 1、概念 2、特性 （三）衣原体 1、概念 2、特性四、粘细菌（myxobacteria） （一）概念 （二）生活史1、营养细胞2、子实体五、蛭弧菌（Bdellovibrio）（一）概念（二）特点（三）寄生方式六、蓝细菌（Cyanobacteria）（一）概念（二）特点第二节 古生菌一、概念的提出二、细胞形态三、细胞结构 （一）细胞壁 （二）细胞膜 （三）细胞质和内含物 （四）细胞核第三节 真核微生物一、 霉菌 （一）概念 （二）分布特点及与人类的关系 （三）形态结构 1、菌丝 2、菌丝的特化 3、细胞结构 （四）菌落 （五）霉菌繁殖方式及生活史 1、繁殖方式 2、生活史二、酵母菌 （一）概念 （二）分布及与人类的关系 （三）形态结构 1、个体形态 2、细胞结构 （四）菌落特征 （五）繁殖方式和生活史 1、无性繁殖 2、有性繁殖 3、生活史思考题：1、试根据细菌细胞结构的特点，分析并举例说明为什么它们能在自然界中分布广泛。2、细菌、粘细菌、放线菌、霉菌、酵母在繁殖方式上各有 什么特点？第四章 微生物的营养第一节 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(nutritional types) 1光能无机自养型（光能自养型） 2光能有机异养型（光能异养型） 3化能无机自养型（化能自养型） 4化能有机异养型（化能异养型） 5营养缺陷型第二节 培养基一、选用和设计培养基的原则和方法 1、选择适宜的营养物质 2、营养物质浓度及配比合适 3. 物理化学条件适宜 1）pH 2）水活度 3)氧化还原电位 4. 经济节约 5. 精心设计、试验比较二、培养基的类型及应用 1、按成份不同划分 1）天然培养基 2）合成培养基 2、根据物理状态划分 1）固体培养基 2）半固体培养基 3）液体培养基 3、按用途划分 1）基础培养基 2）完全培养基 3）加富培养基和富集培养 4）鉴别培养基 5）选择培养基第三节 营养物质进入细胞一、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 4. Na+,K+-ATP酶系统 四、膜泡运输思考题：试比较营养物质进入微生物细胞的几种方式的特点。第五章 微生物的代谢第一节 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 1. 发酵 2. 呼吸作用 (1) 有氧呼吸 （2）无氧呼吸三自养微生物的生物氧化 1. 氨的氧化 2. 硫的氧化 3. 铁的氧化 4. 氢的氧化 四能量转换 1底物水平磷酸化 2氧化磷酸化 3光合磷酸化 1）环式光合磷酸化 2）非环式光合磷酸化 3） 嗜盐菌紫膜的光合作用第三节 耗能代谢（自学）第四节 微生物代谢的调节（自学）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（自学） 思考题：不同营养类型的微生物在不同条件下产生ATP和还原力的方式与特点。第六章 微生物的生长繁殖及其控制第一节 微生物生长的测定一、以数量变化对微生物生长情况进行测定 1、培养平板计数法 2、膜过滤法 3、The most probable number method（液体稀释法） 4、显微镜直接计数二、以生物量为指标测定微生物的生长 1、比浊法 2、重量法 3. 生理指标法第二节 细菌的群体生长繁殖一、生长曲线 二、同步培养三. 连续培养 1. 恒浊连续培养 2. 恒化连续培养 第三节 微生物生长繁殖的控制一、控制微生物的化学物质 （一）消毒剂(Disinfectant)和防腐剂(Antisepsis) （二） 抗代谢物 （三）抗生素 1、概念 2、作用机制 3、抗药性的产生二、控制微生物的物理因素 （一）温度 1. 干热灭菌 2、湿热灭菌 （二） 辐射作用 （三） 过滤作用 （四）高渗作用、干燥、超声波等思考题： 细菌的生长繁殖与高等动植物的有哪些异同？其典型生长曲线可分几期，其划分依据是什么？ 第七章 病毒第一节 概述一、病毒的发现和研究历史二、病毒的特点和定义 1、特点 2、定义三、病毒的宿主范围四、病毒的培养和纯化 1、病毒的培养 2 病毒纯化第二节 毒粒的性质一、毒粒的形态结构 1病毒的大小和形状 2毒粒的壳体结构 3病毒的包膜结构 4毒粒的结构类型二、毒粒的化学组成 1病毒的核酸 2、病毒的蛋白质 3、病毒的其它成分第三节 病毒的复制一、病毒的复制周期 1、一步生长曲线（one step growth curve） 2隐蔽期（eclipse period） 3病毒的复制周期二、病毒感染的起始 1吸附 2侵入 3脱壳三、病毒大分子的合成四、病毒的装配与释放第四节 病毒的非增殖性感染一、概念二、温和噬菌体的溶源性反应。思 考 题试结合一步生长曲线分析病毒的特点，并与细菌进行比较。第八章 微生物遗传 第一节 遗传的物质基础一、 DNA作为遗传物质二、 RNA作为遗传物质三、 朊病毒的发现与思考第二节 微生物的基因组结构一、概念：二、微生物与人类基因组计划：三、微生物基因组结构的特点： 1、原核生物（细菌、古生菌）的基因组 2、真核微生物（啤酒酵母）的基因组第三节 质粒和转座因子一、质粒的分子结构 1、结构 2、质粒的检测二、质粒的主要类型三、质粒的不亲和性（自学）四、转座因子的类型和分子结构（自学）五、转座的遗传学效应（自学）第四节 基因突变及修复一、 基因突变的特点 1、特点 2、实验证据二、几种常见的微生物突变类型三、诱变剂与致癌物质-Ames试验第五节 细菌基因转移和重组一、细菌的接合作用(conjugation) 1.实验证据 2.机制二、细菌的转导(transduction) 1.普遍性转导(generalized transduction) 2.局限性转导(specialized transduction)三、细菌的遗传转化(genetic transformation) 1. 自然遗传转化(简称自然转化) 2.人工转化四、基因定位和基因组测序 1.中断杂交(interrupted mating)技术 2.基因连锁 3.遗传图谱 4.基因组测序 5.基因组序列的注释和意义第六节 真核微生物的遗传学特性（自学）第七节 微生物育种（自学）第八节 菌种保藏一、菌种的衰退与复壮二、防止衰退的措施三、菌种保藏思 考 题：1、 如果二个不同营养缺陷标记（a - b - c + d + 和 a + b + c - d - ）的菌株经混合后能产生在基本培养基平板上生长的原养型重组菌株，请设计一个实验来决定该遗传转移过程是转化、转导还是接合?2、 自然遗传转化与人工转化之间有什么关系?为什么在一般情况下它们转化质粒的成功率有如此大的差别?第9章 微生物与基因工程 第一节 基因工程概述一、 基因工程的基本过程二、 基因工程的发展历史二、微生物学与基因工程的关系第二节 微生物与基因工程工具酶一、限制性核酸内切酶 1 命名与分类 2 限制性核酸内切酶的基本特性 3 同裂酶 4 同尾酶二、DNA连接酶（DNA ligase）三、其它第三节 微生物与克隆载体一、质粒克隆载体二、噬菌体克隆载体三、柯斯质粒载体四、M13噬菌体载体五、噬菌粒载体六、真核生物的克隆载体 1. 酵母质粒载体 2.真核生物病毒载体七、 人工染色体第四节 微生物作为克隆载体的宿主一、 宿主的基本要求与性质二、常用的基因工程宿主第五节 基因工程的常用技术和方法一、PCR的原理和应用 1 原理 2 PCR技术的关键酶-DNA聚合酶思 考 题：1、 基因工程的基本步骤是怎样的？其中哪些需涉及到微生物的参与？2、为什么说微生物学不仅为基因工程提供了理论基础，同时也提供了操作技术？第10章 微生物的进化、系统发育和分类鉴定第一节 进化的测量指征一、进化指征的选择 1. 生物大分子作为进化标尺依据 2. 作为进化标尺的生物大分子的选择原则二、RNA作为进化的指征三、rRNA和系统发育树 1rRNA的顺序和进化 2特征序列或序列印记 3系统发育树第二节 细菌分类一、分类单元及其等级二、微生物的命名第三节、细菌分类鉴定的特征和技术一、形态学特征二、生理生化特征三、核酸的碱基组成和分子杂交 1. DNA的碱基组成(G+Cmol%) 2. 核酸的分子杂交 3电子杂交四、其它第四节 伯杰氏手册思考题1、为什么能用生物大分子作为衡量生物进化的标尺？有哪些选用原则？建立16 S r RNA系统发育树的意义何在？2、为什么在现代微生物分类中，任何能稳定地反映微生物种类特征的资料，都有分类学意义，都可以作为分类鉴定的依据？你知道有哪些项目已被用于细菌学分类和鉴定？第11章 微生物的生态 第一节 自然界中的微生物一、 空气中的微生物二、 水体中的微生物 1. 江河水 2. 海水 3. 水体的富营养化作用和水花、赤潮三、土壤中的微生物四、工农业产品上的微生物 1微生物引起的工业产品的霉腐 2食品、农副产品上的微生物五、极端环境下的微生物 1、 嗜热微生物 2、 嗜冷微生物 3、 嗜酸微生物 4、 嗜碱微生物 5、 嗜盐微生物 6、嗜压微生物六、不可培养的微生物第二节 微生物与生物环境间的相互关系一、 互生（一） 微生物间的互生关系（二） 人体肠道正常菌群 二、共生（一） 微生物间的共生关系（一） 微生物和植物间的共生关系（三） 微生物与动物的共生关系 1 与昆虫的共生关系 2 与反刍动物的共生关系三、 寄生（一） 微生物间的寄生（二） 微生物与动植物四、 拮抗五、 竞争六、 捕食第三节 微生物在生态系统中的作用一、 微生物在生态系统中的地位思考题：1、试从微生物的特点分析其分布比动植物更广泛的原因，为什么无菌操作技术是一切微生物学工作的基础？2、试论微生物与水体富营养化作用，你认为对此类污染该如何进行防治？3、试用一些典型例子说明微生物与生物环境之间的相互关系。 4、微生物在生态系统中的地位怎样？第12章 感染与免疫第一节 感染的一般概念一、感染的途径与方式 1. 感染的途径 2. 感染的部位及方式二、微生物的致病性 1细菌的致病性： 1）侵袭力 2）毒素(toxin) 2病毒的致病性 3.真菌的致病性：三、传染的类型 1 隐性传染 2 带菌状态 3 显性传染第二节 宿主的非特异免疫一、生理屏障 1. 皮肤与粘膜： 2.生理上的屏障结构二、细胞因素 1. 吞噬细胞(phagocytes)的种类： 2吞噬过程： 3.自然杀伤细胞三、体液因素 1.补体系统 2.干扰素 3.溶菌酶四、炎症第三节 宿主的特异性免疫一、特异性免疫的一般概念 1.特异性免疫的类型： 2.