微生物学课程教学大纲.docx
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微生物学课程教学大纲
《微生物学》课程教学大纲
课程编号：
0231104
课程名称：
微生物学
总学时数：
72
实验学时：
30/24（单独开课）
先修课及后续课：
先修课程:
专业导论,基础化学，生物化学,生物技术基础实验
后续课程:
细胞生物学,遗传学，分子生物学，基因工程，细胞工程，免疫学等
一、说明部分
1．课程性质：
《微生物学》是生物工程、生物技术等专业的专业基础课，授课对象为生物工程专业、生物技术和环境工程专业本科学生。
2．教学目标及意义：
本课程为生物相关专业的专业基础课程，在教学过程中，应注意培养学生观察、思考、分析、归纳的自学能力，并要求学生会捕捉新的信息，注意学科的进展与动向。
使学生能够运用微生物学原理，指导和解决今后学习及实际工作中遇到的有关理论问题；结合实验教学，使学生熟知微生物学研究的常规方法和手段，能够熟练进行微生物基本操作。
为其他课程的学习奠定坚实的基础。
3．教学内容和要求
本课程系统介绍微生物的形态构造与功能、营养需求、生理代谢、生长繁殖、遗传变异、传染与免疫等生命活动规律及其在科研和实践方面的主要应用，要求学生在理解基本原理和概念的基础上，会归纳解决常见问题所适用的方法与手段，知道微生物在生物学科中的地位和作用。
4．教学重点、难点
教学重点：
微生物的构造与功能；微生物的营养；微生物的代谢；微生物的生长及控制；微生物的遗传和变异
教学难点：
微生物的代谢；微生物的遗传和变异
5．教学方法与手段
以多媒体教学为主，采取讲授、自学、课堂讨论、专题讲座等多种方式讲授课程知识，并要求学生阅读相关参考书籍，培养学生的自学能力，使学生掌握微生物学基本理论及基本操作技术。
该课程教材及PPT为英语形式，旨在提高学生专业基础知识的同时，提高学生对专业英语的掌握程度。
6．教材及主要参考书
教材：
Microbiology------Asystemsapproach，MarjorieKellyCowan,KathleenParkTalaro,McGrawHillHigherEducation,2006
主要参考书：
1．AphotographyatlasfortheMicrobiologylaboratory3rdEdition,MichaelJ.Leboffe;BurtonE.Pierce;MortonPublishingCompany,2005
2．Microbiology，6/e，LansingMPrescott,JohnPHarley,DonaldAKlein,McGrawHillHigherEducation,2006
3．微生物学导论（第二版）影印版，2003，科学出版社.
4．周德庆《微生物学教程》（第二版）2002,高等教育出版社.
5．沈萍《微生物学》（第五版）（中文版）2003,高教出版社.
6．郝素珍《实用医学免疫学》，2005.2,高等教育出版社.
二、正文部分
Chapter1TheMainThemesinMicrobiology
一．教学要求
要求学生熟练掌握微生物的特点
了解人类对微生物的认识史及微生物的发展史，了解巴斯德、科赫在微生物学领域的重要地位和贡献。
了解微生物的发展与人类的关系。
掌握微生物学的分类及微生物的命名规则
掌握基本的专业词汇
二．教学内容
知识要点
1.TheMicrobialWorld
2.WhatisMicrobiology?
3.WhyStudyMicrobes?
4.CharacteristicsMicroscopicOrganisms
5.HistoricalAspects
6.Taxonomy
三．本章学时数：
4
Chapter3ToolsoftheLaboratory:
TheMethodsforStudyingMicroorganisms
一．教学要求
要求学生熟练掌握光学显微镜的原理，不同显微镜的特点，影响显微镜成像的主要因素，各种显微镜的使用范围。
掌握电子显微镜的原理及与光学显微镜的异同点。
对最新的扫描隧道显微镜，原子力显微镜有初步的了解。
掌握染色技术的原理，染色类型，染色的作用、特点及应用等。
掌握相关的专业词汇
二．教学内容
1.Microscope
1.1HistoryoftheMicroscope
1.2ImagesProducedByCompoundLightMicroscope
1.3MeasurementsofLength
1.4RelativeSizeofDifferentGroupsofMicrobes
1.5Threefactorsinobtaininganimage
⏹Magnification
⏹Resolution（orResolvingPower）
⏹Contrast
1.6ImportantCharacteristicsoftheCompoundMicroscope
1.7TypesofMicroscopy
1.7.1Bright-fieldmicroscopy
1.7.2Dark-fieldMicroscopy
1.7.3AComparisonofBright-fieldandDark-fieldMicroscopy
1.7.4Phase-ContrastMicroscopy
1.7.5FluorescenceMicroscopy
1.7.6BasicsofElectronMicroscopy
1.7.7TransmissionElectronMicroscopy（TEM）
1.7.8ScanningElectronMicroscopy（SEM）
1.7.9ComparisonofTEMandSEM
1.7.10ScanningTunnelingMicroscope（STM）andAtomicForceMicroscope（AFM）
2.Staining
2.1PrinciplesofStaining
2.2TypesofStains
2.2.1Negativestains
2.2.2Positivestains
2.2.3SimpleStain
2.2.4Differentialstains
2.2.5Special（structural）stains–stainsusedtohighlightspecificpartsofmicrobes
三．本章学时数：
5
Chapter4CharacteristicsofProkaryoticCells
一．教学要求
明确细菌是微生物学研究的主要对象。
了解原核细胞的基本结构和特殊结构，掌握化学组成、结构与功能的关系。
了解原核细胞的分裂方式和过程。
知道有关微生物的常识如基本形态、大小范围及测定方法、菌落的特征及在分类鉴定中的意义。
明确G+菌、G-菌的细胞壁组成及异同点，肽聚糖的交联方式。
掌握革兰氏染色法的原理和应用；明确细胞壁缺陷型细菌的形成原因、特点及其应用。
知道放线菌结构的特点，尤其是抗生素生产方面具有重大的经济价值。
知道几种常见代表属及常见生产菌株和致病菌株。
掌握蓝细菌的主要生理功能是固氮作用和光合作用，了解蓝细菌特有的光合色素——藻胆色素。
知道古生菌的意义及特点，了解立克次氏体、衣原体、支原体等特点。
掌握一些关于原核微生物的常规和新的研究方法。
掌握相关专业词汇。
二．教学内容
1.BacterialSizeandMorphology
1.1size
1.2BacterialMorphology
Bacterialshapesandarrangement
2.BacterialStructure
2.1CellWall
2.1.1CellwallofGram+
2.1.2CellwallofGram-
2.1.3Gram+andGram–CellWalls
2.1.4CellWallFunctions
2.1.5Variationsincellwall
2.2PlasmaMembrane
2.3Capsule
2.4ProjectionsFromBacteria
flagella&fimbriae&pili
2.5Cytoplasm
2.6Ribosomes
2.7Nucleoid
2.8CellInclusions
2.9Endospores
StructureofEndospore
ProcessesofSporeformers
Endospore，cyst，parasporalcrystal
3.UnusualGroupsofBacteria
cyanobacteria–blue-greenbacteria
mycoplasmas–havenocellwall
rickettsias–parasitcbacteriaoftentransmittedbyticksandfleas.
chlamydias–“energyparasites”thatcannotsynthesizeATP
Archaea:
ProcaryotesnowplacedinadifferentDomainfromotherbacteria
Havenopeptidoglycanincellwallandfewerphospholipidsinplasmamembrane
4．Actinomycetes
三．本章学时数：
10
Chapter5CharacteristicsofFungi
一．教学要求
了解真核细胞壁组成，清楚蜗牛酶对真核细胞壁的作用原理。
掌握真核细胞无性和有性繁殖过程及其生活史，
分辨真核细胞与原核细胞的区别所在。
了解霉菌的形态、功能与分类，营养需求，生活史，应用及危害的防治
能够比较四大类微生物菌落和细胞形态特征的异同点。
基本的专业词汇的掌握。
二．教学内容
1.CharacteristicsofFungi
2.ThehistoryofEucaryotes
3.FungiStructure
CellWall
Glycocalyx
Flagella
4.MaingroupofEucaryoticmicroorganism
Yeasts&Molds&Fleshyfungis
5.TypesofHyphae
5.1StructuralTypes
5.2Functionaltypes
5.2.1SpecialformofVegetativehyphae
5.2.2SpecialformofAerialhyphae
6TypesofReproductioninFungi
6.1TypesofFungalSpores
6.1.1TypesofAsexualSpores
6.1.2StepsinProductionofSexualSpores
6.1.3TypesofSexualSpores
6.1.4Moldreproductionandlifecycle
7.DivisionsoftheFungi
8.Fleshyfungi蕈菌/伞菌
9.BeneficialEffectsofFungi
10.HarmfulEffectsofFungi
三．本章学时数：
7
Chapter6Anintroductiontotheviruses
一．教学要求
明确非细胞形生物——病毒的生物学特点，知道病毒分类的主要依据，了解病毒的形态、构造特点和组分。
掌握病毒繁殖步骤特点，了解病毒的生物合成过程特别是逆转病毒生物合成的特点与意义，明确病毒的常规培养方法。
把握温和噬菌体和裂性噬菌体侵染宿主的过程和结果。
掌握噬菌体一步生长曲线各期特点及意义，深入理解温和噬菌体的整合特性，溶源转化的生物学特性及意义。
知道噬菌体效价测定，溶源菌检定的常用方法。
明确原噬菌体、pfu、自外裂解、裂解量等概念，知道干扰素产生机理及其作用。
了解类病毒、卫星病毒、卫星RNA、朊病毒等亚病毒各自化学组成特点、寄生方式及致病性，明确其发现对于生物学基础研究、病理学研究、分子生物学研究等方面的意义。
特别注意朊病毒的发现的意义及其繁殖的特点。
掌握相关专业词汇
二．教学内容
1.Thehistoryofresearchtheviruses
2.UniqueCharacteristicsofViruses
3.Sizecomparisonofviruses—howbigarethey
4.Viralcomponents
4.1virion-completevirusthatcaninfecthost
4.2Viralcomponents
4.2.1Virusparaticle（virion）
4.2.2Nakedviruses（nucleocapsids）
4.2.3Envelopedviruses
5.MorphologicalGroupsofViruses
6.ClassificationofViruses
6.1Characteristicsused
⏹typeofnucleicacid
⏹typeofhost
⏹morphology
7.ViralReplication
7.1replicativecircle
7.2ViralReplication
Adsorption&Penetration&Uncoating&ViralReplication&Assembly&Release
8.CultivationofAnimalViruses
8.1.cellcultures
8.2.duckandchickembryos
8.3.livelabanimals
9.EffectsofViralInfections
10.Bacteriophage
10.1Bacteriophagemorphology
10.2BacteriophageReplication
10.3onestepgrowthcurve（一步生长曲线）
10.3TypesofBacteriophage
Lyticphage&Lysogenic（temperate）phage
Lysogenicconversion
11.InfectiousnoncellularParticles
Prions&Viroids&Virusoid（viroid-like;satellite）
三．本章学时数：
10
Chapter7Elementsofmicrobialnutrition,Ecology,andgrowth
一．教学要求
掌握微生物的营养需求，及根据营养代谢对微生物的分类。
掌握微生物营养物质的运送方式。
掌握微生物培养基配制的要求和基本原则。
明确纯培养的意义，知道纯培养装置的要求，重点了解微生物的常规分离方法和纯培养技术，掌握实验室培养的常用方法和器皿，特别了解厌氧菌培养的除氧装置和方法。
知道大规模生产培养常用的培养器及配套装置，了解微生物培养技术的发展特点和动向。
掌握细菌纯培养的群体生长规律，重点掌握生长曲线各期的特点及其对实际生产和研究中的指导作用。
掌握连续培养的理论依据、意义、应用，明确生长限制因子、生长速率、常数R、代时G、产量常数等概念，知道连续培养器的常规装置和类型。
明确群体生长和繁殖的概念，清楚生长量和繁殖量的意义。
重点了解测定微生物生长繁殖常用的生物量、生理指标、计数的原理及方法，特别是其适用范围和优缺点，重点掌握微生物的显微镜直接计数法、平板菌落计数法，微生物细胞干重法的测定。
掌握影响微生物生长的因素。
掌握微生物之间的相互关系。
掌握专业词汇。
二．教学内容
1.GrowthRequirementsofmicrobe
1.1ChemicalElementsofMicroorganismcell
1.2MinimalGrowthRequirements
⏹Carbonsource
⏹Nitrogensource
⏹Energysource
⏹Inorganicsalt
⏹Growthfactors
⏹Water
2TransportmechanismsforNutrientabsorption
⏹Passive
1.diffusion扩散
2.facilitateddiffusion促进扩散
⏹Active
3.activetransport主动运输
4.grouptranslocation基团转位
3MicrobiologicalMedia
3.1TypesofMediaBasedonphysicalstate
3.2TypesofMediaBasedonContent
◆Chemicallydefinedmedia（syntheticmedium）:
◆Chemicallyundefinedmedia（Complexmedia）
3.3TypesofMediaBasedonUse
◆Minimummedium基础培养基
◆All-purposemedia完全培养基
◆Selectivemedia
◆Differentialmedia
4.PureCultureTechniques
4.1ThefiveI’s
4.2PureCultureTechniques
5.FactorsAffectingMicrobialGrowth
1.Temperature
2.pH
3.freeoxygen
4.osmoticpressureofenvironment
6.BacterialReproduction
6.1Binaryfission
6.2GrowthofaBacterialPopulation
6.3PhasesofPopulationGrowth
lagphase,logarithmicphase,stationaryphase,decline（death）phase
6.4MeasurementofGrowth
7.RelationshipsBetweenMicrobes
7.1Symbioticrelationships
7.2Nonsymbioticrelationships
7.3TypesofSymbioticRelationships
Parasitism&Mutualism&Commensalism
7.4TypesofNonsymbioticRelationships
Synergism&Antagonism
三．本章学时数：
9
Chapter8Microbialmetabolism
一．教学要求
通过本章的课堂教学，使学生掌握分解代谢和合成代谢的概念，掌握化能异样微生物产能的几种途径，掌握脱氢、递氢、受氢的过程，理解发酵、有氧呼吸、无氧呼吸作用。
了解各发酵类型的出发点和最终产物，了解同（异）型酒精发酵和同（异）型乳酸发酵。
掌握自养微生物的生物氧化形式、产能效率，了解硝化细菌、硫细菌的能量代谢和硝化作用。
掌握光能自养微生物环式、非环式光合作用，了解嗜盐杆菌紫膜的光合作用及意义。
知道自养微生物固定CO2的方式
能够比较ATP的三种主要产生方式的特点、异同、产能效率。
掌握相关专业词汇。
二．教学内容
1.Themetabolismofmicrobes
1.1Metabolism
1.2Biologicaloxidation
1.3Enzymes
2.Thepursuitandutilizationofenergy
2.1EnergySourcesforMicrobes
2.1.1Externalenergysources
2.1.2Oxidation–ReductionReactions
2.1.3AdenosineTriphosphate
2.1.4Phosphorylation
2.1.5TypesofPhosphorylation
1.Substratephosphorylation
2.Oxidativephosphorylation
3.Photophosphorylation
3.UseofOrganicMoleculesforEnergy
3.1Respiration:
breaksdownorganicmoleculesusinganETS
3.2Fermentation:
BreaksdownorganicmoleculeswithoutusinganETS
3.3FeaturesofETS
3.4ChemiosmoticMechanism
3.5RespirationofGlucose
3.6Anaerobicrespiration
3.6.1Anaerobicrespiration
3.6.2Nitraterespiration&Denitrification（反硝化作用）
3.6.3Putrefaction
3.7SummaryforRespiration
3.8Fermentation
3.8.1Definition–oxidationoforganicmoleculesthatdoesnotuseanETS
3.8.2Characteristicsoffermentation
3.8.3PatternsofFermentation
3.9Summaryofoxidationwithorganicmolecules
4.OxidationofInorganicMoleculesforEnergy
4.1Nitrifyingbacteria-----ammonia-NH3oxidation
4.2sulf
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