《微生物学》教学大纲.doc

微生物学教学大纲Microbiology课程编码：27A11405 学分：5.0 课程类别：专业必修课计划学时：104 其中讲课：56 实验：48 适用专业：生物技术系推荐教材：沈萍著，微生物学，高等教育出版社，2006年。参考书目：周德庆主编，微生物学教程，高等教育出版社，2011年。课程的教学目的与任务 本课程的任务是使学生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与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，使学生牢固掌握微生物学的基本理论和基础知识，了解微生物的基本特性及其生命活动规律，为学生今后的学习及工作实践打下宽厚的基础。课程的基本要求通过本课程的学习，使学生掌握微生物的分离和纯培养、微生物的基本结构和功能、微生物的营养和代谢、微生物的生长繁殖方式及其控制、病毒的生物学性状，熟悉显微镜的使用、微生物的遗传变异及其调控、微生物的生态、微生物在感染与免疫中所发挥的重要性，了解微生物的广泛应用及其发展趋势。课程的主要任务包括一次期末考试和多次的章节作业以及课程问题讨论等；课程研究工作包括研究活动和小论文撰写等；课程参与程度与课堂表现等。课程教学致力于引导学生积极参与学习的改革。各章节授课内容、教学方法及学时分配建议（含课内实验）第一章 绪论 建议学时：2教学目的与要求 掌握微生物的概念、特点，熟悉微生物学的概念、分科，了解微生物发展史及发展趋势史。教学重点与难点 微生物的概念、特点。授 课 方 法 以课堂讲授为主，课堂讨论和课下自学为辅。授 课 内 容1.1微生物和你。1.2微生物学。1. 3微生物的发展和微生物学的发展。1.4 20世纪的微生物。1.5 21世纪微生物学发展的趋势。第二章 微生物的分离和显微技术 建议学时：4教学目的与要求 掌握无菌技术的概念，熟悉用固体和液体培养基获得纯培养的常用方法，了解单孢子分离和选择培养，掌握Gram染色的原理、方法和结果，熟悉显微观察样品的制备方法，了解显微镜的种类及原理。教学重点与难点 无菌技术的概念、Gram染色的原理、方法和结果。授 课 方 法 以课堂讲授为主，课堂讨论和课下自学为辅。授 课 内 容2.1 微生物的分离和纯培养无菌技术用固体培养基分离纯培养用液体培养基分离纯培养单孢子分离选择培养2.2 显微镜和显微技术显微镜的种类和原理电镜样品的制备2.3 显微镜下的微生物细菌和古细菌真菌第三章 微生物细胞的形态与功能 建议学时：10教学目的与要求 掌握原核生物与真核生物的主要区别点，掌握原核微生物细胞的基本结构和特殊结构，掌握G+菌与G-菌细胞壁的特点，了解抗酸菌、古细菌、缺壁细菌的细胞壁特点，掌握芽孢的构造特点及耐恶劣环境强的原理，熟悉核区的构造特点，了解细胞质膜和内含物，掌握细胞壁以外构造的种类及其意义，熟悉鞭毛的构造和运动特点，了解菌毛和性毛，熟悉不同真菌细胞壁多糖的差别，熟悉鞭毛与纤毛的构造特点，了解细胞质膜，熟悉核区的构造特点，熟悉细胞质膜和细胞器的功能。教学重点与难点 原核生物与真核生物的主要区别点，原核微生物细胞的基本结构和特殊结构，G+菌与G-菌细胞壁的特点授 课 方 法 以课堂讲授为主，课堂讨论和课下自学为辅。授 课 内 容 3.1 原核微生物 细胞壁 细胞壁以内的构造原生质体细胞壁以外的构造3.2 真核微生物 细胞壁鞭毛与纤毛 细胞质膜细胞核 细胞质和细胞器第四章 微生物的营养 建议学时：4教学目的与要求 掌握微生物四大营养类型的划分依据及其微生物种类，熟悉微生物的营养要素及其功能，了解微生物的细胞化学组成，掌握微生物培养基的类型及配制的原则和方法，掌握微生物吸收营养物质四种方式的性质和特点。教学重点与难点 微生物四大营养类型的划分依据及其微生物种类，微生物培养基的类型及配制的原则和方法，微生物吸收营养物质四种方式的性质和特点。授 课 方 法 以课堂讲授为主，课堂讨论和课下自学为辅。授 课 内 容 4.1 微生物的营养要求微生物细胞的化学组分营养物质及其生理功能微生物的营养类型4.2 培养基配制培养基的原则培养基的类型及应用4.3 营养物质进入细胞.扩散促进扩散主动运输膜泡运输第五章 微生物的代谢 建议学时：4教学目的与要求 掌握发酵和呼吸的概念，掌握糖酵解的四种途径和特点，熟悉微生物的生物氧化和能量转换的类型，掌握物质合成的种类和特点，掌握初级代谢和次级代谢的概念及次级代谢的意义，熟悉微生物的代谢调节类型。教学重点与难点 发酵和呼吸的概念，糖酵解的四种途径和特点，物质合成的种类和特点，初级代谢和次级代谢的概念及次级代谢的意义。授 课 方 法 以课堂讲授为主，课堂讨论和课下自学为辅。授 课 内 容 5.1 微生物产能代谢异氧微生物的生物氧化自养微生物的生物氧化能量转化5.2 微生物耗能代谢细胞物质的合成其他耗能代谢5.3 微生物代谢的调节酶活性调节分支合成途径调节5.4 初级与次级代谢初级与次级代谢产物次级代谢的调节第六章 微生物的生长繁殖及其控制 建议学时：6教学目的与要求 掌握细菌生长的测定方法，及各种物理、化学因素对微生物生长的影响，了解细菌生长繁殖的规律，掌握真菌生长的测定方法，及各种物理、化学因素对微生物生长的影响，了解真菌生长繁殖的规律，掌握微生物生长的控制方法。教学重点与难点 细菌生长的测定方法，及各种物理、化学因素对微生物生长的影响，真菌生长的测定方法，及各种物理、化学因素对微生物生长的影响，微生物生长的控制方法。授 课 方 法 以课堂讲授为主，课堂讨论和课下自学为辅。授 课 内 容 6.1 细菌的个体生长 染色体的复制与分离 细胞壁扩增细菌的分裂与调节6.2 细菌的群体生长繁殖生长的规律生长的数学模型主要生长参数同步培养连续培养6.3 真菌的生长与繁殖丝状真菌的生长繁殖酵母菌的生长繁殖6.4 环境对生长的影响及生长的测定 环境对微生物生长的影响 微生物生长的测定6.5 微生物生长繁殖的控制 控制微生物的化学物质 控制微生物的物理因素 第七章 病毒 建议学时：8教学目的与要求 掌握病毒的概念、特征和命名原则，熟悉病毒的宿主范围及分类，掌握病毒的形态结构和化学组成，了解病毒的大小范围，掌握病毒、包括噬菌体、动植物病毒等复制周期的概念及各期的生物学特点和意义，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，掌握病毒非增殖性感染特别是噬菌体溶源性反应的基本概念，熟悉HIV、HBV、流感病毒的生物学特征及感染方式。教学重点与难点 病毒的概念、特征和命名原则，病毒的形态结构和化学组成，病毒、包括噬菌体、动植物病毒等复制周期的概念及各期的生物学特点和意义，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，病毒非增殖性感染特别是噬菌体溶源性反应的基本概念。授 课 方 法 以课堂讲授为主，课堂讨论和课下自学为辅。授 课 内 容 7.1 概述病毒的特征与定义 病毒的宿主范围.病毒的分类与命名 7.2 毒粒的性质毒粒的形状结构.毒粒的化学组成7.3 病毒的复制病毒的复制周期病毒感染的起始病毒大分子的合成。病毒的装配与释放7.4 病毒的非增值性感染非增殖性感染的类型 缺损病毒7.5 病毒举例人免疫缺陷病毒S ARS冠状病毒禽流感病毒肝炎病毒类病毒第八章 微生物遗传 建议学时：6教学目的与要求 掌握遗传变异的物质基础，掌握质粒和转座因子的分子结构和主要遗传效应，熟悉质粒的主要类型，了解微生物在揭示遗传的物质基础上的贡献，掌握基因突变和表性变化的主要类型，熟悉基因突变的分子基础及损伤修复的类型，了解Ames实验的原理和用途，掌握细菌和病毒的遗传分析方法：转化、接合、性导、转导，掌握F+F、HfrF-、F转导的特点，理解中断杂交和重组作图的原理。教学重点与难点 遗传变异的物质基础，质粒和转座因子的分子结构和主要遗传效应，基因突变和表性变化的主要类型，细菌和病毒的遗传分析方法：转化、接合、性导、转导，F+F、HfrF-、F转导的特点。 授 课 方 法 以课堂讲授为主，课堂讨论和课下自学为辅。授 课 内 容 8.1 遗传的物质基础 DNA作为遗传物质 RNA作为遗传物质 阮病毒的发现和思考 8.2 质粒和转座因子 质粒的分子结构 质粒的主要类型 质粒的不亲和性 转座因子的类型和分子结构 转座的遗传效应8.3 基因突变及修复 基因突变的类型及其分离 基因突变的分子基础 DNA损伤的修复8.4 细菌基因转移和重组 细菌的接合作用 细菌的转导 细菌的遗传转化 基因定位和基因组测序第十一章 微生物的生态 建议学时：4教学目的与要求 掌握微生物与其生活在一起的其它生物之间的相互关系，掌握微生物在自然界物质环中的重要作用，掌握极端微生物的种类及其特点，了解微生物在自然界分布的特点与人类生活的密切关系。教学重点与难点 微生物与其生活在一起的其它生物之间的相互关系，微生物在自然界物质循环中的重要作用，极端微生物的种类及其特点。授 课 方 法 以课堂讲授为主，课堂讨论和课下自学为辅。授 课 内 容11.1 微生物在生态系统中的地位与作用微生物在生态系统中的作用 微生物与生物地球化学循环 11.2 环境中的微生物 微生物群落 陆生生境的微生物 水生生境的微生物 大气生境的微生物 极端环境下的微生物 动物体中的微生物第十四章 感染与免疫 建议学时：8教学目的与要求 掌握感染（传染）、毒力、侵袭力、毒素的概念、内外毒素的特点，熟悉感染的主要途径。补体激活的途径，熟悉天然免疫的组成及主要功能，了解完全吞噬和不完全吞噬的区别，掌握特异性免疫、抗原、抗体的概念，掌握Ig的生理功能，抗体产生的初次与再次应答的规律，熟悉特异性免疫的特点、免疫系统的组成、抗原的特性、Ig的基本结构，体液免疫和细胞免疫的基本过程，掌握人工主动免疫与被动免疫的特点，熟悉抗体制备的基本过程，了解免疫学技术特别是免疫标记技术。教学重点与难点 感染（传染）、毒力、侵袭力、毒素的概念、内外毒素的特点，特异性免疫、抗原、抗体的概念，Ig的生理功能，抗体产生的初次与再次应答的规律，人工主动免疫与被动免疫的特点。授 课 方 法 以课堂讲授为主，课堂讨论和课下自学为辅。授 课 内 容 14.1 感染的一般概念 感染的途径与方式 微生物的致病性 14.2 宿主的非特异性免疫 生理屏障 细胞因素 体液因素 炎症 14.3 宿主的特异性免疫 特异性免疫的一般概念 抗原和抗体 B细胞介导的体液免疫T细胞介导的体液免疫克隆选择和免疫耐受性14.4 免疫学的实际应用 抗体的制备及应用 免疫学技术 免疫预防实验一 微生物实验的仪器清点和认识 建议学时：4教学目的与要求 认识并清点微生物实验室的仪器，掌握其原理、使用方法和使用注意事项。初步建立无菌意识，对无菌操作初步的了解。教 学 方 式 教师课堂讲解，学生分组操作。场所及条件要求 微生物实验室。作 业 要 求 预习下个实验项目，撰写预习报告。注 意 事 项 仪器使用时要注意正确规范操作，注意高压、高温、紫外线等的操作，如高压蒸汽灭菌锅、超净工作台等。实验二 生物显微镜的使用方法和单染色法观察微生物的形态 建议学时：4 教学目的与要求 掌握显微镜和油镜的使用方法，学会制片并用显微镜观察实验菌的形态和大小特征。教 学 方 式 教师课堂讲解，学生分组操作。场所及条件要求 微生物实验室。作 业 要 求 预习下个实验项目，撰写预习报告。注 意 事 项 显微镜属精密贵重仪器，使用时要规范正确操作，尤其注意油镜的使用，简单染色时注意涂片和清洗时间。实验三 革兰氏染色法 建议学时：4教学目的与要求 掌握革兰氏染色方法的实验过程，学会利用革兰氏染色法判断细菌细胞壁的结构特点。教 学 方 式 教师课堂讲解，学生分组操作。场所及条件要求 微生物实验室。作 业 要 求 预习下个实验项目，撰写预习报告。注 意 事 项 革兰氏染色法是鉴别革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌的一种方法，涂片均匀和脱色适当是两个关键步骤，且实验菌需处于对数生长期，否则易出现假阳性和假阴性结果。实验四 霉菌的观察 建议学时：4教学目的与要求 掌握染色和观察霉菌的方法，并会区分青霉、曲霉、根霉和毛霉的形态特征，学会微生物的绘图方法。教 学 方 式 教师课堂讲解，学生分组操作。场所及条件要求 微生物实验室。作 业 要 求 预习下个实验项目，撰写预习报告。注 意 事 项 霉菌的形态特征与其他微生物有明显区别，且孢子会影响制片，不同霉菌形态特征各有不同，注意区分。实验五 酵母菌的观察与死活的鉴别 建议学时：4教学目的与要求 掌握酵母菌的形态观察及染色方法，并掌握酵母菌死活鉴定方法，学会观察酵母菌的形态特征，初步了解其出芽增殖方式。教 学 方 式 教师课堂讲解，学生分组操作。场所及条件要求 微生物实验室。作 业 要 求 预习下个实验项目，撰写预习报告。注 意 事 项 酵母菌大小比细菌稍大，观察时注意显微镜放大倍数的正确选择，酵母菌观察时，适当调低显微镜的光线亮度，便于观察。实验六 放线菌的观察 建议学时：4教学目的与要求 掌握放线菌的分离方法以及染色观察的方法。教 学 方 式 教师课堂讲解，学生分组操作。场所及条件要求 微生物实验室。作 业 要 求 预习下个实验项目，撰写预习报告。注 意 事 项 放线菌有基内菌丝的结构，制片时不采用涂片法，通常采用插片法或玻璃纸法进行简单染色进行观察。实验七 土壤中微生物的分离纯化和菌种的保存 建议学时：4教学目的与要求 掌握土壤中微生物的提取和培养方法，以及平板划线稀释和划线分离等的分离纯化方法，初步了解各种菌种保藏的方法。教 学 方 式 教师课堂讲解，学生分组操作。场所及条件要求 微生物实验室。作 业 要 求 预习下个实验项目，撰写预习报告。24h观察细菌的培养结果，3-5d观察霉菌和放线菌的培养结果，并记录。注 意 事 项 每个稀释浓度要更换吸管，避免影响浓度，吸样要准确，涂布要均匀。实验八 微生物营养谱的测定 建议学时：4教学目的与要求 掌握实验用微生物所需碳源的种类。教 学 方 式 教师课堂讲解，学生分组操作。场所及条件要求 微生物实验室。作 业 要 求 预习下个实验项目，撰写预习报告。第二天观察实验结果，并记录。注 意 事 项 配制培养基时注意选取不同的碳源，不能交叉混淆，接种时注意无菌操作和酒精灯灼烧杂菌，避免污染。实验九 平皿计数法测定菌量 建议学时：4教学目的与要求 掌握平皿计数法测定菌量的方法。教 学 方 式 教师课堂讲解，学生分组操作。场所及条件要求 微生物实验室。作 业 要 求 预习下个实验项目，撰写预习报告。第二天观察细菌生长情况，并记录结果。注 意 事 项 菌悬液细胞密度要适宜，涂布均匀，培养后菌落在整个平板表明分散均匀。实验十 大分子物质的水解实验 建议学时：4教学目的与要求 掌握选择培养基的配制方法，初步了解微生物鉴定的方法。教 学 方 式 教师课堂讲解，学生分组操作。场所及条件要求 微生物实验室。作 业 要 求 预习下个实验项目，撰写预习报告。第二天观察实验结果，并记录。注 意 事 项 各种鉴别培养基配制时务必要认真按照步骤进行，保证培养基配制正确，接种之前做好标记，避免混淆。实验十