微生物学基础.docx

《微生物学基础》课程教学大纲

课程编码:13005 课程名称: 微生物学基础
课程英文名称: Basic Microbiology 先修课程: 普通生物学、生物化学
适用专业: 资源与环境、园艺、林学、应用化学、设施农业科学与工程
总学时: 48 讲课学时 28 实验学时 20 实习学时 0 总学分: 3.0学分

一、课程的性质、地位和任务
《微生物学基础》是关于微生物的最基础的知识，是了解微生物的细胞形态结构、生理生化、分类、遗传变异及其生态环境的课程。是资源与环境、园艺、林学等专业的选修课，有助于这些专业的学生拓宽知识面，了解包括微生物学在内的现代生物科学的基础知识及其发展趋势，课程要求学生通过学习，掌握微生物的基本理论和基本知识。

二、课程教学的基本要求
主要掌握微生物的细胞结构，原核微生物、真核微生物的形态特征及主要代表种类，病毒的结构和属性，微生物的营养、代谢，微生物的生长与环境条件，微生物生态、微生物遗传与变异基本理论和基本知识。

三、课程的教学大纲和学时分配

绪论 （1学时、目标层次：了解）
重点：掌握微生物的基本特点，有益微生物在工、农、医上的应用。
难点：微生物的基本特点及其与高等生物的异同点：
1、种类多、分布广。
2、体积小、面积大、比面值大、代谢旺盛。
3、吸收多、转化快。
4、生长旺、繁殖快。
5、适应强，易变异。
01　微生物的概念与特点
02　微生物学的发展史
03　微生物与人类的关系
04 未来微生物的发展展望

第1章 微生物细胞　 （３.5学时、目标层次：掌握）
重点： 本章的重点讲授原核细胞的结构与功能及其与真核细胞的区别。
难点：1、细菌细胞壁肽聚糖亚单位的组成。
2、细菌细胞与真核生物细胞结构的比较。
3、细菌鞭毛、荚膜、芽胞的构造与特点。

课堂组织：本章分二次讲完
第一次：讲微生物细胞的一般构造，并比较真核细胞与原核细胞的区别。（1.5学时）
第二次：讲细菌细胞的细胞质及内含物和细菌的特殊构造（荚膜、鞭毛、芽胞）（2学时）

1.微生物细胞的结构和功能
1.1　细胞的化学性质
1.2　真核微生物细胞的构造
1.3　真核细胞与原核细胞的比较
2．细菌细胞的结构和功能
2．1细胞壁
2．1．1 G 阳性细胞壁的结构
2．1．2 G 阴性细胞壁的结构
2．1．3 对Gram染色的解释
2．2 细胞质膜
2．3 原核、染色体、质粒、核糖体
2．4 细胞质及其内含物
2．5 细菌细胞的特殊构造
2．5．1 鞭毛和须
2．5．2 芽孢和孢囊
2．5．3 荚膜和粘液

第2章 微生物分类与命名 　（1.5学时、目标层次：掌握）
重点：微生物的分类依据
难点：原核微生物的分类依据内容几体系。
课堂组织：本章分一次讲完：

1 生物的分类系统
2．细菌的分类系统
2．1 《伯杰氏细菌鉴定手册》
2．2 《伯杰氏系统细菌学手册》
3 微生物的分类和命名
3．1 种的概念
3．2 微生物菌种的双名法
3．3 种以下分类
4 细菌的个体与群体形态
4．1 细菌的个体形状
4．2 细菌的群体形态
5 细菌分类鉴定的方法和依据
5．1 经典方法
5．2 细菌的数值分类法
5．3 分子分类法

第3章 原核微生物 （３学时、目标层次：掌握）
重点：原核微生物代表种类及其特征。
难点：代表原核微生物的拉丁学名和主要特点。
课堂组织：本章分二次讲完：
第一次讲部分真细菌的代表类群。
第二次讲部分真细菌、放线菌、古细菌的代表类群
1　真细菌
1．1 革兰氏阴性细菌代表类群种类及特征
1．2 革兰氏阳性细菌代表类群种类及特征
1．3 放线菌形态特点及代表类群
2 古细菌
2．1 古细菌细胞结构的特点
2．2 代表类群

第3章 真核微生物 （3.0学时、目标层次：掌握）
重点：真菌的无性繁殖，有性繁殖和代表种类。
难点：真菌的各种无性繁殖和有性繁殖过程。
课堂组织：本章分二次讲授。
第一次：讲真菌的形态与有性繁殖和无性繁殖（1.5学时）。
第二次：讲真菌的代表种类和藻类及原生动物。（1.5学时）。
1　真菌
1．1　真菌的形态
1．1．1　菌丝结构
1．1．2　菌丝的特殊分化形态
1．1．3 菌落形态
1．2 真菌的繁殖
1．2．1 无性繁殖与无性孢子
1．2．2 有性繁殖与有性孢子
1．3 代表类群
1．3．1 鞭毛菌亚门：形态、生活环境、繁殖特征、代表属
1．3．2 接合菌亚门：形态、生活环境、繁殖特征、代表属
1．3．3 子囊菌亚门：形态、生活环境、繁殖特征、代表属
1．3．4 担子菌亚门：形态、生活环境、繁殖特征、代表属
1．3．5 半知菌亚门：形态、生活环境、繁殖特征、代表属
2 原生动物和藻类
2．1 藻类： 分类、个体形态、营养类型、生活环境、代表类群
2．2 原生动物：分类、个体形态、营养类型、生活环境、代表类群

第4章 病毒 （2学时、目标层次：掌握）
重点：病毒与细胞型生物的区别及噬菌体的特点
难点：噬菌体的一步生长曲线及溶原性
课堂组织：本章用二个学时讲完
1　病毒的基本特性
1．1　病毒的发现
1．2　共同特性
1．3　基本结构与化学成分
1．4 分类原则与分类系统
2 噬菌体
2．1 基本特性
2．2 烈性噬菌体
2．2．1 基本结构
2．2．2 生活周期
2．3 温和噬菌体
2．3．1 溶源化概念
2．3．2 温和噬菌体生活周期
2．3 一步生长曲线
3 动物病毒、昆虫病毒和植物病毒
3．1 动物病毒代表种类举例
3．2 昆虫病毒代表种类举例
3．3 植物病毒代表种类举例
4. 亚病毒代表种类举例

第5章　微生物的生长和环境条件　　 （2学时、目标层次：掌握）
重点：细菌纯培养生长曲线。
难点：如何利用细菌纯培养生长曲线的对数生长期来计算细菌的代时和代数。
课堂组织：本章内容分两次讲完。
第一次：讲授微生物生长量的测定方法；细菌纯培养生长曲线四个时期的主要特点。代时、代数的计算。（1学时）
第二次：讲授物理因子、化学药物对微生物生长的影响（1学时）
1 纯培养微生物群体的生长
1．1 获得纯培养体的实验技术
1，2 细菌群体生长量测定
1．2．1 细菌生长和繁殖的概念
1．2．2 几种细胞数量的测定技术
1．2．3 几种细胞生物量测定技术
1．3 细胞纯培养生长曲线
1．3．1 生长曲线含义及特征
1．3．2 对数期代时计算
1．4 批量培养、连续培养和同步生长的概念

2．生活环境对微生物生长的影响
2．1 温度
2．1．1 微生物生长的温度类型
2．1．2 高温灭菌原理与应用
2．2 水分
2．3 酸碱度
2．4 氧气和氧化还原电位
2．5 辐射
2．6 化学药剂
2．7 灭菌与消毒
2．8 微生物菌种保藏

第6章　微生物的营养与代谢　　 （4.5学时、目标层次：掌握）
重点：1．微生物的营养类型。
2．微生物分解代谢。
3．微生物的产能方式
难点：1．几种营养类型的区别
2 几种产能方式、呼吸方式的联系与区别。
3分解代谢与合成代谢的联系与区别
课堂组织：本章分３次讲完
第一次：讲授微生物所需要的营养物质、微生物的营养类型、介绍培养基的基本概念。（１.5学时）
第二次：讲微生物的能量代谢、分解代谢　　（２学时）　　
第三次：讲微生物的合成代谢、次生代谢和抗生素（１.0学时）
1．营养物质和营养类型
1．1 营养物质及其功能
1．2 微生物营养类型
1. 2. 1　 光能自养型
1. 2. 2　 光能异养型
1. 2 . 3　 化能自养型
1. 2. 4　 化能异养型
1．3 培养基
1．3．1 种类
1．3．2 培养基配制原则
1．4 养料进入细胞的机制
1．4．1 被动扩散
1．4．2 协助扩散
1．4．3 主动运输
1．4．4 基团转位

2 微生物的能量代谢
2．1 ATP的产生
2．1．1 氧化磷酸化
2．1．2 光合磷酸化
2．1．3 NAD、NADP和呼吸链在代谢中的作用
2．2 微生物氧化方式：
2．2．1 发酵
2．2．2 有氧呼吸
2．2．3 无氧呼吸
2．3 能量的利用

3 微生物的分解代谢
3．1 已糖降解，形成丙酮酸的途径
3．1．1 糖酵解（EM途径）：过程、产物、特点
3．1．2 磷酸戊糖途径（PP途径）：过程、产物、特点
3．1．3 已糖-磷酸途径（EDP或ED途径）：过程、产物、特点

3．2 三羟酸循环： 过程、特点、产能计算
3．3 丙酮酸其它代谢途径
3．4 其它几类物质的分解：
淀粉、蛋白质、氨基酸、脂肪

4 微生物的合成代谢
4．　1 生物合成三要素：能量、还原力、小分子前体物质
４．２　无机养料的同化
４．３　大分子前体物质合成：碳水化合物、氨基酸、核苷酸、类脂
４．４　大分子物质合成
４．５　多糖和细胞壁合成
４．５．１　多糖合成
４．５．２　细胞壁合成
４．６　合成代谢和分解代谢的关系

５　次生代谢和抗生素
５．１　次生代谢概念
５．２　抗生素：概念、作用机制、种类

第７章　微生物遗传与变异　　　　　　　　　　　　（３学时、目标层次：掌握）
重点：细菌的几种基因重组方式
难点：几种基因重组方式的特点、过程
课堂组织：本章分２次讲完
第一次：讲授生物遗传信息的载体、传递和基因的表达、基因突变及其机制。（１.5学时）
第二次：讲细菌的几种基因重组方式　　（１.5学时）　　
１　生物遗传信息的载体
１．１　证明DNA是遗传物质的经典实验
１．２　遗传物质在细胞中的存在方式
１．２．１　真核生物: 染色体、细胞器基因组
１．２．２　原核生物: 染色体、质粒
１．３　DNA、RNA的结构与复制
１．３．１　DNA结构与复制
１．３．２　RNA结构与种类
１．４　基因的概念

２　遗传信息的传递和基因的表达
２．１　从基因到蛋白质
２．２　基因表达的调节

３　微生物基因变异和遗传重组
３．１　基因突变及其机制
３．２　细菌基因的转移和重组
３．２．１　转化
３．２．２　转导
３．２．３　接合
３．２．４　转座
３．２．５　几种细菌基因重组方式的比较
３．３　真核微生物的基因重组

４．基因工程：概念、过程、意义

第８章　微生物生态　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（1.5学时、目标层次：掌握）
重点：微生物在自然界生态系统中的地位与作用。
难点：生态系统的概念、要素、功能
课堂组织：本章１次讲完，1.5学时
１．生物圈与生态系统
１．１　生态圈：概念、特点
１．２　生态系统：概念、要素、功能
２　微生物在自然界中的分布
２．１　大气圈中的微生物
２．２　岩石圈:中的微生物
２．３　水圈中的微生物：淡水、海水
２．４　生物圈中的微生物
２．５　极端环境中的微生物
２．６　土壤圈中的微生物
２．６．１　土壤是微生物生活的良好环境
２．６．２　土壤中的微生物种类、数量、作用
２．７　根圈微生物

第９章　微生物与自然界物质循环　　　　　　　　　（1.5学时、目标层次：掌握）
重点：微生在C、N循环中作用
难点：微生在C、N、S、P循环中作用以及参与作用的微生物。
课堂组织：本章１次讲完
１．微生物在自然界物质循环中的作用
１．１　微生物在碳素循环中的作用
１．１．１　无机碳同化为有机碳
１．１．２　不含氮有机物的分解
１．１．３　甲烷生物合成与氧化
１．２　微生物在氮素循环中的作用
１．２．１　氮素循环的几个过程
１．２．２　含氮有机物的降解和氨化作用
１．２．３　硝化作用
１．２．４　反硝化作用
１．２．５　生物固氮
１．３　微生物在硫素循环中的作用
１．４　微生物在磷素循环中的作用
１．５　微生物与土壤肥力
１．５．１　微生物在土壤中形成的有机质
１．５．２　有机质C/N率对植物有效养分的影响
１．５．３　土壤酶与酶促作用

第１０章　微生物与其它生物间的相互关系　　　　　　　（1.5学时、目标层次：掌握）
重点：微生物之间，微生物与植物之间的相互关系。
难点：微生物与植物的共生关系。
课堂组织：本章１次讲完，共1.5学时。
１　微生物之间的相互关系：中性、偏利、协同、共生、寄生、捕食、竞争、拮抗

２　微生物与高等植物的相互关系
２．１　微生物与植物的互生关系
２．2　　微生物与植物的共生关系
２．２．１　生物固氮的方式：自生固氮、联合固氮、共生固氮
２．２．２　根瘤菌和豆科作物的共生固氮
２．２．２．１　　根瘤菌特征
２．２．２．２　　根瘤形成及其结构与功能
２．２．２　菌根和菌根真菌
２．３　微生物与植物的寄生关系

３　微生物与人和动物间的关系：互生、共生、寄生

四、考核方式及成绩评定
1、 实验成绩：占总成绩的30℅。
2、 期末考试（闭卷）：占总成绩的７0℅。

五、教材及主要参考书
1、李阜棣 微生物学（第五版） 北京　 中国农业出版社　2000
2、周德庆　微生物学教程（第二版）　北京 高等教育出版社　2002
3、沈萍　微生物学　北京 高等教育出版社　2000

撰稿人：华中农业大学　　陈大松