《微生物学》教学大纲文档格式.docx
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第一章绪论2
第二章微生物的纯培养和显微技术2
第三章微生物细胞的结构与功能8
第四章微生物的营养2
第五章微生物的代谢6
第六章微生物生长繁殖及其控制2
第七章病毒6
第八章微生物遗传与微生物基因表达调控8
第九章微生物的生态2
第十章微生物进化、系统发育与分类鉴定2
第十一章感染与免疫4
各章节标题及主要内容细目附后
各教学环节：
课堂提问与讨论、课下作业、课下思考题、微生物学课程论文等
《微生物学》教学大纲
教材：
沈萍陈向东主编，普通高等教育“十五”国家级规划教材《微生物学》（第2版）
第一章绪论
一什么是微生物？
二微生物包括的主要生物类群
三微生物共有的生物学特性四微生物研究特有的实验方法
五微生物的发现和微生物学主要奠基人六微生物学的发展
列文虎克（AntonyVanLeeuwenhoek）
巴斯德（LouisPasteur）
柯赫（RobertKoch）
第二章微生物的纯培养和显微技术
第一节微生物的分离和纯培养
一无菌技术二用固体培养基分离纯种
三用液体培养基分离纯种四选择培养分离
第二节显微镜下的微生物形态
一真细菌基本形态二古生菌基本形态
三真菌基本形态
第三章微生物细胞的结构与功能
第一节原核微生物细胞结构与功能
一普通真细菌细胞结构与功能
（一）细胞壁结构与功能
（二）细胞质膜结构与功能
1G+细菌细胞壁结构与功能1膜的化学组成与结构：
肽聚糖（Peptidoglycan）“液态镶嵌模型”
磷壁酸（teichoicacid）2多功能细胞膜
2G—细菌细胞壁结构与功能（三）细胞质和内含物
脂多糖（Lipopolysaccharides）主要内含物及功能
脂多糖—脂类—蛋白质复合物170S核糖体（ribosome）
3古生菌细胞壁结构与功能2磁小体（megnetosome）
4缺壁细菌3载色体（chromatophare）或类束体
支原体（Mycoplasma）4羧化体（carboxysome）
L型细菌（L-formbacteria）5气泡（gasvocuoles）原生质体（protoplast）及制备方法
6各类贮藏物（reservematerials）
（四）核区（nuclearregion）
核基因组（genome）（六）糖被（glycocalyx）
第二复制子—plasmid1荚膜（capsule）与粘液层（slime）
（五）休眠体—芽孢（endospore）2糖被的功能
1芽孢的结构与功能3糖被的开发应用—微生物胞外多糖
2形成芽孢是细胞物质功能的分化（七）鞭毛（flagellum）
3芽孢的耐热机制鞭毛微细结构与功能
4芽孢萌发（germination）
5伴孢晶体（parasporalcrystal）及杀虫功能
二G+丝状真细菌——放线菌
三立克次氏体、支原体、衣原体、蓝细菌、粘细菌等真细菌
四古生菌（Archae）的细胞壁和细胞膜
第二节真核微生物细胞结构与功能
一酵母菌细胞结构与功能二丝状真菌细胞结构与功能
〈一〉细胞壁〈一〉细胞壁
1多糖和蛋白质复合成“三明治”结构1主要组分多糖
2蜗牛酶去壁2蛋白质、聚糖和脂类
〈二〉含固醇类细胞膜3粗糙脉胞菌菌丝壁化学组成和结构
〈三〉细胞核（nucleus）〈二〉特殊内含体及功能
典型真核结构1膜边体（plasmalemmasome）
Saccharomycescerevisiae17条chromesome（单倍）2伏鲁宁体（woroninbody）
“2M”质粒、线粒体DNA3几丁质酶体
〈四〉细胞质中主要细胞器4氢化酶体（hydrogenosome）
180S核糖体（ribosome）〈三〉真核微生物鞭毛和纤毛
2线粒体（mitochondria）“9+2”型鞭毛
3内膜系统
4溶酶体（lysosome）
5微体（microbody）
6液泡（vacuole）
第四章微生物的营养
第一节微生物的营养要求
一微生物五大类营养物质
二微生物的营养类型
1光能无机自养型（photolithoautotrophy）
2光能有机异养型（photoorganoheterotrophy）
3化能无机自养型（chemolithoauxotrophy）
4化能有机异养型（chemoorganoheterotrophy）
5．专性营养与兼性营养
第二节微生物培养基
一培养基制备基本原则二培养基类型
第三节营养物质进入细胞（自学）
第五章微生物的代谢
第一节微生物产能代谢
一化能异养型微生物产能二无机能源微生物氧化产能
1发酵产能1硝化细菌氧化NH3产能
2有氧呼吸产能2硫化细菌氧化还原态S产能
3无氧呼吸产能3氢细菌氧化H2产能
4厌氧条件下发酵产能与发酵产物4铁细菌氧化亚铁产能
5无机能源微生物有氧、无氧呼吸
6脱氮硫杆菌
7还原力形成
三光能微生物光合磷酸化产能
1光合单位组成2光合细菌环式光合磷酸化产能
3光合细菌非环式光合磷酸化形成还原力4蓝细菌放氧型光合磷酸化
第二节微生物耗能反应
一自养型微生物CO2同化二微生物细胞物质合成
1卡尔文循环（calvincycle）
2还原性TCA循环同化CO2
第三节微生物特有的代谢
一微生物固氮二肽聚糖生物合成
1固氮微生物1C55—Lipid-P糖基载体脂
2固氮生化过程2糖基单体胞质内合成
3固氮酶的基本性质3二糖单元在C55—Lipid-P上组装
4肽聚糖链膜外延长与肽链交联
三青霉素合成
1微生物次级代谢
2青霉素生物合成
3次级代谢的主要特点
第四节微生物代谢调节（自学）
一酶活性调节二分支合成途径调节
1变构调节1同功酶
2修饰调节2协同反馈抑制
3累积反馈抑制
4顺序反馈抑制
第六章微生物生长繁殖及其控制
第一节细菌的生长与繁殖
一细菌群体生长规律二连续培养
1细菌生长曲线（growthcurve）
2细菌群体生长的数学表示式
μ：
比生长速率G：
倍增时间
第二节真菌的生长与繁殖
一丝状真菌的生长繁殖二酵母菌的生长繁殖
1无性孢子繁殖1无性繁殖和有性孢子繁殖
2有性孢子繁殖2酿酒酵母生活史
3菌丝的极性及顶端生长机制
4匍枝根霉、子囊菌的生活史
第三节环境对生长的影响及生长的测定
一环境因子对生长的影响二微生物生长的测定方法
第四节微生物生长繁殖的控制
一抗微生物生长的化学物质二控制微生物生长的物理因素
1抗代谢物
2抗生素及作用机理
3细菌对抗生素的耐药性
第七章病毒
第一节病毒粒子的性质
一病毒的形态结构
1腺病毒（Adenovirus）3T4噬菌体
2烟草花叶病毒（TMV）4有包膜病毒
二病毒的化学组成
1病毒核酸的多样性2病毒的蛋白质
3脂类与糖类
第二节噬菌体的复制
一T4噬菌体的复制过程二MS2噬菌体的复制
三ΦX174噬菌体的复制四fd噬菌体非杀细胞增殖感染
五整合非增殖感染
1温和噬菌体λ的基本性质2λ噬菌体裂解途径和溶源化途径转录调控
第三节动物病毒的复制
一动物细胞结构对病毒增殖的影响二无包膜DNA病毒—Adenovirus复制
三有包膜DNA病毒—Herpessimplexvirus复制
四无包膜+ssRNA病毒—Poliovirus复制
五有被膜—ssRNA病毒—Rabiesvirus复制
六反转录病毒（Retrovirus）复制
七动物病毒感染细胞可能产生的效应
八包涵体
第四节病毒的非增殖感染
一缺损病毒
1干扰缺损病毒2卫星病毒
3整合的病毒基因组
第五节亚病毒因子
一卫星RNA（satRNA）二类病毒（Viroid）
三朊病毒（Vivino）
第八章微生物遗传与微生物基因表达调控
第一节微生物的遗传因素
一微生物染色体基因组结构
1E.coli基因组结构2Saccharomycescerevisiae基因组结构
3Methancoccusjannaschii基因组结构
二plasmid三转座因子（transposableelement）
第二节微生物基因突变
一基因突变类型及其分离二基因突变的分子机制
第三节细菌的基因转移和重组
一细菌的接合作用
二细菌的转导（transduction）
1转导的发现2普遍性转导与局限性转导
3双重溶源化细胞与高频局限性转导
三细菌的遗传转化
1感受态细胞2自然遗传转化模型
3人工转化4电击转化
第四节真菌的遗传学特性
一酵母菌的接合型遗传二酵母菌的质粒
三丝状真菌的准性生殖过程
第五节微生物育种
一诱变育种
1U.v和5-BU诱变方法2代谢控制育种
营养缺陷型菌株，抗反馈调节菌株的筛选
二体内基因重组育种
1原生质体融合2酵母菌杂交育种
第六节微生物基因工程（遗传学重点讲授）
一微生物的研究成果与技术为基因工程诞生奠定了重要基础
二质粒和噬菌体克隆载体必须具备的主要生物学特性
三表达载体构建策略和必须具备的元件
第七节微生物基因表达与调控
一在转录水平的基因表达调控
1．细菌的应急反应2。
信号传导和二组分调节系统
3．通过σ因子更换的调节
二转录后调控
1．翻译其始的调控2。
稀有密码子和重叠基因调控
3．反义RNA调控4。
细菌蛋白质的分泌调控
第九章微生物的生态
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
二微生物在物质循环中的作用
1碳循环2氮循环
3硫循环
第二节生态环境中的微生物
一群落中微生物种群间的相互作用二微生物群落
三极端环境中的微生物四动植物体中的微生物
第三节微生物与环境保护
一微生物对污染物的降解和转化
1生物降解2降解质粒
3重金属转化
二污水的微生物处理
1微生物处理污水的原理2好氧处理系统—活性污泥曝气池法
3厌氧处理系统4环境污染的微生物监测（Ames试验）
第十章微生物进化、系统发育与分类鉴定
第一节微生物是地球生物演化中的先锋种类
一最早的生命形式—原始生物二原始生物向原核生物进化
三原核生物向真核生物进化
第二节生物进化的测量指征
一能标示生物进化的指征分子二16SrRNA序列顺序与进化
1蛋白质、RNA、DNA是分子进化钟三寡核苷酸印迹
216SrRNA（或18SrRNA）是最佳的生物进化指征分子
四三界（域）生物系统发育树
第三节细菌分类
一微生物分类的三项任务
二微生物分类单元与等级
1特有的种以下分类等级2属种亚种的命名
三细菌分类和伯杰氏手册
1伯杰氏鉴定细菌学手册2伯杰氏系统细菌学手册
第四节微生物分类鉴定特征和新技术
一分类鉴定特征
1表型特征2系统进化相关性特征
二微生物快速鉴定和自动化分析技术
1微量多项试验鉴定系统2微生物细胞组分和代谢产物仪器分析
3现代分子生物学和免疫学技术4计算机技术
第五节真细菌、古生菌和真核生物多样性及系统发育总观
一真细菌的多样性及系统发育总观
二古生菌的多样性及系统发育总观
三真核生物的多样性及系统发育总观
第十一章感染与免疫
第一节病原微生物对机体的感染
一细菌的致病性——毒力
1侵袭力2毒素
二、病毒的致病性
三、真菌的致病性
第二节机体的非特异性免疫
一生理屏帐二细胞因素
三体液因素
第三节机体的特异性免疫
一抗原（Antigen）
1抗原的分子性质2抗原决定簇
3微生物的抗原结构
二抗体（Antibody）
1IgG的分子结构及功能2Ig的种类及功能
三B细胞介导的体液免疫
1不依赖TH的体液免疫2依赖TH的体液免疫
四T细胞介导的细胞免疫
1T细胞表面特异性抗原受体（TCR）的性质2抗原的加工与呈递细胞的功能
3TC细胞介导的杀细胞效应4TD细胞介导的免疫炎症
五特异性免疫中传递、识别抗原决定基特异性免疫信息的三类功能分子——mIg、TCR、MHC
六克隆选择与免疫耐受
第四节免疫学的实际应用
一免疫技术
1血清学反应2免疫标记技术
二免疫预防与生物制品
三、免疫技术的实际应用
1、肝癌患者血清中会出现甲胎蛋白
2、妇女妊娠检测
3、吸毒者尿液中毒品免疫学检测
4、免疫印迹法检测基因表达蛋白量
教
材
名称：
微生物学（第2版）（普通高等教育“十五”国家级规划教材）
作者：
沈萍陈向东主编
出版日期：
2006年
出版社：
高等教育出版社
获奖情况：
教育部优秀教材二等奖
使用情况：
多数院校作为统编教材使用
主要参考书
周德庆，微生物学教程（2th），高等教育出版社，2002
杨文博等主译，微生物生物学（8th），科学出版社，2001
MadiganM.T.,MartinkoJ.M.,ParkerJ,BrockBiologyofMicroorganisms.PrenticeHallInc.1997
PrescottL.M.,HarleyJ.P.,KleinD.A.,Microbiology（6th）.McGrawHill,2005
本大纲的特色（在教学内容、方法、手段方面改革的情况）：
根据使用教材的基本内容，参考如上几本主要的参考书，根据“少而精、突出重点和难点，理论和实践相结合，微生物学基础知识和现代分子微生物学、现代微生物学技术相结合”的原则，对“微生物学”教材中的15章内容进行优化组合，形成如下课程内容结构：
1．原核微生物、真核微生物的类群、细胞结构和功能作为重点章节讲授。
为了和细胞生物学相关内容不重复，突出原核微生物细胞结构和功能，对真核微生物则重点介绍酵母菌和丝状真菌特有的结构和功能；
非细胞生物——病毒则作为独立一章重点讲授。
2．微生物的代谢作为重点章节讲授。
主要讲授微生物能源物质、产能方式的多样性和耗能代谢的多样性。
重点讲授微生物特有的无氧呼吸、无机能源物质氧化磷酸化、放氧和非放氧型光合磷酸化产能方式以及自养的代谢过程，并介绍微生物特有的次生代谢和固氮合成代谢。
3．微生物遗传作为重点章节讲授。
为了和遗传学、分子生物学、基因操作原理等必修课相关内容不重复，则突出细菌的接合、转导、转化、酵母菌有性杂交、丝状真菌准性生殖等基因重组的相关内容；
增加了微生物诱变育种实验方法及突变株的筛选方法；
在这一章还讲授微生物在转录水平的基因表达调控，并重点介绍微生物基因工程中的克隆载体和表达载体构建的基本策略和方法。
4．真菌学是南开大学微生物国家重点学科中的一大特色。
为弥补教材中真菌内容偏少的现象，重点讲授了真菌的形态、细胞结构与功能、生长繁殖尤其是有性生殖、杂交、准性生殖等基因重组方式相关内容。
5．把微生物物种的多样性纳入微生物进化和分类鉴定一章讲授。
并增加了微生物是生物进化中先锋种类以及真细菌、古生菌和真核生物进化总观和多样性等内容。
6．微生物生态学重点介绍在生态系统中发挥重要作用的不同微生物生理类群。
7．感染与免疫一章为了尽量和免疫学不重复，只重点讲授病原微生物致病因素中的侵袭力和毒素以及介导特异性免疫、传递抗原特异性免疫信息的mIg、TCR和MHC三类相关分子的结构和功能，并介绍生物制品。
8．微生物工业和产品不作为独立章节讲授，而在其它章节作为微生物开发应用的实例介绍。
经过内容的整合与优化，经多年授课实践和授课效果，该大纲有如下特色：
1．重点讲授微生物特有的生物学特性，突出基本概念、基本理论和基础知识，突出重点和难点。
2．结合微生物学对生命科学作出的重大贡献，突出现代微生物学基本内容，并结合微生物学科的研究热点密切联系学科发展前沿。
3．突出资源微生物学的内容，介绍微生物开发应用成果.
4.采用图文并茂的powerpoint多媒体教学。
5．学生自己查阅文献、自我命题写一篇微生物课程论文。
作为学生主动学习、摄取知识的一种方式。
补充说明：
院（系）主管领导意见：
签字：
院（系）学术委员会意见：
微生物学实验
ExperimentsofMicrobiology
1060010400
2008年11月20日
4、“预备知识”一栏要求写明课程学习需要先修的课程和知识要求。
5、“课程在教学计划中的地位作用”一栏要求写明课程开设的必要性以及课程在教学计划中对培养人才起的作用。
6、“课程内容及学时分配”主要填写：
（5）列出主要章节的标题
（6）在每个标题下写出主要内容的细目
（7）各章节分配的教学时数
（8）各教学环节（习题、实验、课堂讨论、写作、社会调查、测验、考试）的内容和时数。
4
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1
本课程适用于正在修读“普通微生物学”基础课的生物科学专业、生物技术专业和生命科学与技术基地班的各级本科生；
生物制药专业、环境生物学专业、生态学专业等本科专业基础微生物实验教学。
要求上此课的学生应具备微生物学、生物化学、细胞生物学等基础理论知识。
微生物学是生物学领域中一门实验性、应用性极强的学科，微生物学实验课又是微生物教学的重要环节，是现代生物学技术的重要基础。
微生物学实验以其独特的实验方法和技术已成为生命科学研究的基本技术和手段，在生命科学的发展中占据着突出的位置。
微生物学实验课是为生命科学院本科生开设的一门基础必修课，通过本课程的学习使学生得到有关微生物实验技能的基本训练；
进一步加深对微生物基础理论的理解；
在实验中进一步提高大家的科学素养。
本课程的主要任务是传授微生物学实验的基本方法，对学生进行微生物学实验基本操作和技能训练，通过本课程的学习，使同学们掌握微生物学实验最关键核心的技术：
无菌操作技术和方法、微生物纯种分离的技术和方法、微生物培养技术和方法、用生化和分子生物学技术对微生物进行生物学性质分析的技术和方法等。
通过自我设计、选作实验或综合性实验、训练学生独立运用知识、综合分析问题与解决问题和创新能力。
要求学生进行课前预习，课上认真听讲，独立完成实验，课后认真总结实验结果及书写实验报告。
本实验课共设置十个实验项目，根据实验内容分为三个层次：
基础性实验、综合性实验、研究创新性实验。
实验项目一至实验项目七涵盖4个基础性实验项目，3个综合性实验项目，共28学时；
实验项目八至实验项目十为自选、设计综合实验项目，每个学生必须选择1个项目，只计4学时，主要利用课外时间。
一、基础性实验内容：
实验项目一：
细菌的简单染色、革兰氏染色及形态观察（
4学时）
实验内容：
细菌简单染色；
细菌革兰氏染色；
牙垢简单染色；
细菌三种基本形态观察。
实验技术：
无菌操作制片技术、染色技术、油浸物镜显微观察技术。
主要仪器设备：
显微镜、微生物培养箱、冰箱。
实验项目二：
细菌的芽孢、荚膜和鞭毛染色与形态观察（4学时）
细菌的特殊结构芽孢、荚膜、鞭毛染色；
特殊结构形态观察；
制作悬滴片观察鞭毛细菌的运动。
芽孢、荚膜、鞭毛的染色技术、油浸物镜观察技术、悬滴片制作技术。
实验项目三：
微生物测微技术与计数（3学时）和T4噬菌体裂解液的效价测定（演示）（1学时）
测量球菌、杆菌大小；
检测酵母菌悬浮液中酵母细胞的数量；
以及噬菌体T4裂解液的制备；
效价测定。
测微尺使用技术、血球计数板使用技术；
和双层平板制备技术、分光光度计使用技术、噬菌斑计数技术。
显微镜、测微尺、血球计数板与计数器；
微生物培养箱、恒温水浴锅、恒温振荡摇床、离心机、分光光度计、冰箱、移液枪
实验项目四：
丝状真菌和放线菌小室培养与形态观察（3学时）和环境微生物的检测（1学时）
青霉、曲霉、放线菌5406小室培养；
黑根霉假根培养、丝状真菌、放线菌天然形态结构显微镜观察；
检测环境空气和体表微生物
小室培养技术、丝状真菌、放线菌天然形态结构
升级会员 