微生物学基础

《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:BasicMicrobiology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2．1．1G阳性细胞壁的结构2．1．2G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2．1ATP的产生2．1．1氧化磷酸化2．1．2光合磷酸化2．1．3NAD、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１．３DNA、RNA的结构与复制１．３．１DNA结构与复制１．３．２RNA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20002、周德庆微生物学教程（第二版）北京高等教育出版社20023、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