1、課 程 教學大綱課程編號：0231104課程名稱：微生物學總學時數：72實驗學時：30/24（單獨開課）先修課及后續課：先修課程: 專業導論, 基礎化學，生物化學, 生物技術基礎實驗后續課程: 細胞生物學, 遺傳學，分子生物學，基因工程，細胞工程，免疫學等、說明部分1 課 程 性質：微生物學是生物工程、生物技術等專業的專業基礎課，授課對象為生物工程專業、生物技術和環境工程專業本科學生。2教學目標及意義：展與動向。使學生能夠運用微生物學 ；結合實驗教學，使學生熟知微生物 其他課程的學習奠定堅實的基礎。本課程為生物相關專業的專業基礎課程，在教學過程中，應注意培養學生觀察、思考、分析、歸納的自學能力

2、，并要求學生會捕捉新的信息，注意學科的進原理，指導和解決今后學習及實際工作中遇到的有關理論問題學研究的常規方法和手段，能夠熟練進行微生物基本操作。為 3教學內容和要求本課程系統介紹微生物的形態構造與功能、營養需求、生理代謝、生長繁殖、遺傳變異、傳染與免疫等生命活動規律及其在科研和實踐方面的主要應用，要求學生在理解基本原理和概念的基礎上，會歸納解決常見問題所適用的方法與手段，知道微生物在生物學科中的地位和作用。4教學重點、難點教學重點：微生物的構造與功能；微生物的營養；微生物的代謝；微生物的生長及控制；微生物的遺傳和變異教學難點：微生物的代謝；微生物的遺傳和變異5教學方法與手段以多媒體教學為主，

3、采取講授、自學、課堂討論、專題講座等多種方式講授課程知識，并要求學生閱讀相關參考書籍，培養學生的自學能力，使學生掌握微生物學基本理論及基本操作技術。該課程教材及PPT 為英 語形式，旨在提高學生專業基礎知識的同時，提高學生對專業英語的掌握程度。6教材及主要參考書教材： Microbiology A systems approach， Marjorie Kelly Cowan, Kathleen Park Talaro, McGraw Hill Higher Education, 2006主要參考書：1 A photography atlas for the Microbiology labor

4、atory 3rd Edition, Michael J. Leboffe; Burton E. Pierce; Morton Publishing Company, 20052 Microbiology ， 6/e， Lansing M Prescott, John P Harley, Donald A Klein, Mc Graw Hill Higher Education, 20063微生物學導論（第二版）影印版，2003， 科 學出版社.4周德慶微生物學教程 （第 二版）2002,高等教育出版社.5沈萍微生物學（第 五版 ）（中 文版）2003,高教出版社.6郝素珍實用醫學免疫學，20

5、05.2,高 等教育出版社、正文部分Chapter 1 The Main Themes in Microbiology一教學要求要求學生熟練掌握微生物的特點了解人類對微生物的認識史及微生物的發展史，了解巴斯 德、科赫在微生物學領域的重要地位和貢獻。了解微生物的發展與人類的關系。掌握微生物學的分類及微生物的命名規則掌握基本的專業詞匯二教學內容知識要點1. The Microbial World2. What is Microbiology?3. Why Study Microbes?4. Characteristics Microscopic Organisms5. Historical Asp

6、ects6. Taxonomy三本章學時數：4Chapter 3 Tools of the Laboratory: The Methods for Studying Microorganisms一教學要求要求學生熟練掌握光學顯微鏡的原理，不同顯微鏡的特點，影響顯微鏡成像的 主要因素，各種顯微鏡的使用范圍。掌握電子顯微鏡的原理及與光學顯微鏡的異同點。對最新的掃描隧道顯微鏡，原子力顯微鏡有初步的了解。掌握染色技術的原理，染色類型，染色的作用、特點及應用等。掌握相關的專業詞匯二教學內容1. Microscope1.1 History of the Microscope1.2 Images Produ

7、ced By Compound Light Microscope1.3 Measurements of Length1.4 Relative Size of Different Groups of Microbes1.5 Three factors in obtaining an imageMagnificationResolution (or Resolving Power)Contrast1.6 Important Characteristics of the Compound Microscope1.7 Types of Microscopy1.7.1 Bright-field micr

8、oscopy1.7.2 Dark-field Microscopy1.7.3 A Comparison of Bright-field and Dark-field Microscopy1.7.4 Phase-Contrast Microscopy1.7.5 Fluorescence Microscopy1.7.6 Basics of Electron Microscopy1.7.7 Transmission Electron Microscopy (TEM)1.7.8 Scanning Electron Microscopy (SEM)1.7.9 Comparison of TEM and

9、SEM1.7.10 Scanning Tunneling Microscope (STM) and Atomic Force Microscope (AFM)1. Staining1.1 Principles of Staining1.2 Types of Stains1.2.1 Negative stains1.2.2 Positive stains1.2.3 Simple Stain1.2.4 Differential stains1.2.5 Special (structural) stains -stains used to highlight specific parts of mi

10、crobes 三本章學時數：5Chapter 4 Characteristics of Prokaryotic Cells 一教學要求明確細菌是微生物學研究的主要對象。了解原核細胞的基本結構和特殊結構，掌握化學組成、結構與功能的關系。了解原核細胞的分裂方式和過程。知道有關微生物的常識如基本形態、大小范圍及測定方法、菌落的特征及在分類鑒定中的意義。明確G+菌、G-菌的細胞壁組成及異同點，肽聚糖的交聯方式。掌握革蘭氏染色法的原理和應用；明確細胞壁缺陷型細菌的形成原因、特點及其應用。知道放線菌結構的特點，尤其是抗生素生產方面具有重大的經濟價值。知道幾種常見代表屬及常見生產菌株和致病菌株。掌握藍細菌的

11、主要生理功能是固氮作用和光合作用，了解藍細菌特有的光合色素藻膽色素。知道古生菌的意義及特點，了解立克次氏體、衣原體、支原體等特點。掌握一些關于原核微生物的常規和新的研究方法。掌握相關專業詞匯。二教學內容1.Bacterial Size and Morphology1.1 size1.2 Bacterial MorphologyBacterial shapes and arrangement2.Bacterial Structure1.1 Cell Wall1.1.1 Cell wall of Gram+1.1.2 Cell wall of Gram -1.1.3 Gram+ and Gram

12、Cell Walls1.1.4 Cell Wall Functions1.1.5 Variations in cell wall1.2 Plasma Membrane1.3 Capsule1.4 Projections From Bacteria flagella & fimbriae & pili1.5 Cytoplasm1.6 Ribosomes1.7 Nucleoid1.8 Cell Inclusions1.9 EndosporesStructure of EndosporeProcessesof SporeformersEndospore, cyst, paraspor

13、al crystal3 .Unusual Groups of Bacteriacyanobacteria - blue-green bacteria mycoplasmas - have no cell wall rickettsias -parasitc bacteria often transmitted by ticks and fleas. chlamydias - " energyoarasites" that cannot synthesize ATPArchaea: Procaryotes now placed in a different Domain fr

14、om other bacteria Have no peptidoglycan in cell wall and fewer phospholipids in plasma membrane4 . Actinomycetes三.本章學時數：10Chapter 5 Characteristics of Fungi了解真核細胞壁組成 掌握真核細胞無性和 分辨真核細胞與原核 了解霉菌的形態、功 能夠比較四大類微生 基本的專業詞匯的掌二.教學內容.教學要求 ,清楚蝸牛酶對真核細胞壁的作用原理。有性繁殖過程及其生活史，細胞的區別所在。能與分類，營養需求，生活史，應用及危 害的防治物菌落和細胞形態特征的異

15、同點。握。1. Characteristics of Fungi2. The history of Eucaryotes1.Fungi StructureCell WallGlycocalyxFlagella4. Main group of Eucaryotic microorganism Yeasts &Molds &Fleshy fungi s5. Types of Hyphae5.1 Structural Types5.2 Functional types5.2.1 Special form of Vegetative hyphae5.2.2 Special form o

16、f Aerial hyphae6. Types of Reproduction in Fungi6.1 Types of Fungal Spores6.1.1 Types of Asexual Spores6.1.2 Steps in Production of Sexual Spores6.1.3 Types of Sexual Spores6.1.4 Mold reproduction and life cycle6. Divisions of the Fungi7. Fleshy fungi 蕈菌/傘菌8. Beneficial Effects of Fungi9. Harmful Ef

17、fects of Fungi三本章學時數：7Chapter 6 An introduction to the viruses一教學要求明確非細胞形生物病毒的生物學特點，知道病毒分類的主要依據，了解病毒的形態、構造特點和組分。掌握病毒繁殖步驟特點，了解病毒的生物合成過程特別是逆轉病毒生物合成的特點與意義，明確病毒的常規培養方法。把握溫和噬菌體和裂性噬菌體侵染宿主的過程和結果。掌握噬菌體一步生長曲線各期特點及意義，深入理解溫和噬菌體的整合特性，溶源轉化的生物學特性及意義。知道噬菌體效價測定，溶源菌檢定的常用方法。明確原噬菌體、pfu、 自外裂解、裂解量等概念，知道干擾素產生機理及其作用。了解類病毒

18、、衛星病 毒、衛星RNA、月元病毒等亞病毒各自化學組成特點、寄生方式及致病性，明確其發現對于生物學基礎研究、病理學研究、分子生物學研究等方面的意義。特別注意朊病毒的發現的意義及其繁殖的特點。掌握相關專業詞匯二教學內容1. The history of researchthe viruses2. Unique Characteristics of Viruses3. Size comparison of viruses how big are they4. Viral components4.1 virion - complete virus that can infect host4.2 Vi

19、ral components4.2.1 Virus paraticle (virion)4.2.2 Naked viruses (nucleocapsids)4.2.3 Enveloped viruses5. Morphological Groups of Viruses6. Classification of Viruses7. 1 Characteristics used type of nucleic acid type of hostmorphology8. Viral Replication8.1 replicative circle8.2 Viral ReplicationAdso

20、rption & Penetration & Uncoating & Viral Replication & Assembly & Release 8. Cultivation of Animal Viruses1.1. cell cultures1.2. duck and chick embryos1.3. live lab animals9 .Effects of Viral Infections10 Bacteriophage10.1. Bacteriophage morphology10.2. Bacteriophage Replication1

21、0.3. one step growth curve( 一步生長曲線)10.3 Types of BacteriophageLytic phage & Lysogenic (temperate) phageLysogenic conversion11. Infectious noncellular ParticlesPrions & Viroids & Virusoid (viroid-like; satellite)三本章學時數：10Chapter 7 Elements of microbial nutrition, Ecology, and growth掌握微生物的

22、營養需 掌握微生物營養物質 掌握微生物培養基配 明確純培養的意義，.教學要求求，及根據營養代謝對微生物的分類。的運送方式。制的要求和基本原則。知道純培養裝置的要求，重點了解微生物的常規分離方法和純培養技術，掌握實驗室培養的常用方法和器皿，特別了解厭氧菌培養的除氧裝置和方法。知道大規模生產培養常用的培養器及配套裝置，了解微生物培養技術的發展特點和動向。掌握細菌純培養的群體生長規律，重點掌握生長曲線各期的特點及其對實際生產和研究中的指導作用。掌握連續培 養的理論依據、意義、應用，明確生長限制因子、生長速率、常數 R、代時G、產量常數等概念，知道連續培養器的常規裝置和類型。明確群體生長和繁殖的概念，

23、清楚生長量和繁殖量的意義。重點了解測定微生物生長繁殖常用的生物量、生理指標、計數的原理及方法，特別是其適用范圍和優缺點，重點掌握微生物的顯微鏡直接計數法、平板菌落計數法，微生物細胞干重法的測定。掌握影響微生物生長的因素。掌握微生物之間的相互關系。掌握專業詞匯。.教學內容1 . Growth Requirements of microbe1.1 Chemical Elements of Microorganism cell1.2 Minimal Growth RequirementsCarbon sourceNitrogen sourceEnergy sourceInorganic saltGr

24、owth factorsWater2 Transport mechanisms for Nutrient absorptionPassive1. diffusion 擴散2. facilitated diffusion 促進擴散Active3. active transport主動運輸4. group translocation基團轉位3 Microbiological Media3.1 Types of Media Based on physical state3.2 Types of Media Based on ContentChemically defined media (synth

25、etic medium):Chemically undefined media ( Complex media)3.3 Types of Media Based on UseMinimum medium 基礎培養基All-purpose media 完全培養基Selective mediaDifferential media4 . Pure Culture Techniques4.1 The five I s4.2 Pure Culture Techniques4. Factors Affecting Microbial Growth1. Temperature2. pH3. free oxy

26、gen4. osmotic pressureof environment6. Bacterial Reproduction6.1 Binary fission6.2 Growth of a Bacterial Population6.3 Phasesof Population Growthlag phase, logarithmic phase, stationary phase, decline (death) phase6.4 Measurement of Growth7. Relationships Between Microbes7. 1 Symbiotic relationships

27、7. 2 Nonsymbiotic relationships7.1 Types of Symbiotic RelationshipsParasitism & Mutualism & Commensalism7.2 Types of Nonsymbiotic RelationshipsSynergism & Antagonism三本章學時數：9Chapter 8 Microbial metabolism一教學要求通過本章的課堂教學，使學生掌握分解代謝和合成代謝的概念，掌握化能異樣微生物產能的幾種途徑，掌握脫氫、遞氫、受氫的過程，理解發酵、有氧呼吸、無氧呼吸作用。了解各發

28、酵類型的出發點和最終產物，了解同（異）型酒精發酵和同（異）型乳酸發酵。掌握自養微生物的生物氧化形式、產能效率，了解硝化細菌、硫細菌的能量代謝和硝化作用。掌握光能自養微生物環式、非環式光合作用，了解嗜鹽桿菌紫膜的光合作用及意義。知道自養微生物固定CO2的方式能夠比較ATP 的三種 主要產生方式的特點、異同、產能效率。掌握相關專業詞匯。二教學內容1. The metabolism of microbes1.1 Metabolism1.2 Biological oxidation1.3 Enzymes1. The pursuit and utilization of energy1.1 Energy

29、 Sources for Microbes1.1.1 External energy sources1.1.2 Oxidation -Reduction Reactions1.1.3 Adenosine Triphosphate1.1.4 Phosphorylation1.1.5 Types of Phosphorylation1. Substratephosphorylation2. Oxidative phosphorylation3. Photophosphorylation3. Use of Organic Molecules for Energy3.1 Respiration: br

30、eaks down organic molecules using an ETS3.2 Fermentation: Breaks down organic molecules without using an ETS3.3 Featuresof ETS3.4 Chemiosmotic Mechanism3.5 Respiration of Glucose3.6 Anaerobic respiration3.6.1 Anaerobic respiration3.6.2 Nitrate respiration & Denitrification （反 硝 化作用 ）3.6.3 Putref

31、action3.7 Summary for Respiration3.8 Fermentation3.8.1 Definition oxidation of organic molecules that does not usean ETS3.8.2 Characteristics of fermentation3.8.3 Patternsof Fermentation3.9 Summary of oxidation with organic molecules3. Oxidation of Inorganic Molecules for Energy3.1 Nitrifying bacter

32、iaammonia - NH 3 oxidation3.2 sulfur bacteria3.3 Thiobacillus ferrooxidans ( 氧 化亞鐵硫桿菌)3.4 Oxidation of Inorganic Molecules3.5 Synthesize organic molecules by Calvin-Benson cycle4. Use of Sunlight As Energy Source4.1 photophosphorylation4.2 Photosynthesis4.3 Photosynthetic microbes4.4 Reactions of Ph

33、otosynthesis4.4.1 Light Reaction4.4.2 Types of PhotophosphorylationCyclic photophosphorylation & Noncyclic photophosphorylation Halophile(purple membrane photosynthesis)4.4.3 Dark Reaction三本章學時數：9Chapter 9 Genetics義，重點掌握原核質粒的分子結 遺傳型、基因型、變異型、表型、誘體畸變的機制，了解引起自發性一教學要求深入理解原核生物質粒在遺傳、理論研究、生產實踐中重要意構與功能，

34、了解幾種具有代表性細菌質粒的性質及應用，明確變等概念。明確基因組概念和基因突變的類型及特點，掌握點突變與染色突變的可能因素和常用誘變劑及其作用機理，掌握UV 誘變機理及修復系統。了解營養缺陷型。了解原核細胞轉化、轉導、接合，明確各自發生的條件、媒介類型，重點掌握普遍轉導、局限轉導的異同點，明確其媒介類型、所攜外源DNA 的特點 及所得到重組子的特性。明確F+菌株、F-菌株、F/菌株和Hfr菌株的含義及相互間的轉換關系，掌握其在接合現象中所 起的作用和結果，尤其是 Hfr 菌株 在利用中斷雜交法繪制環狀染色體圖中的作用。明確轉化、轉染、轉導、接合、感受態、轉化子、轉導子、接DNA 等概念及意義。

35、了解基因工程的基本原理和基本操作程序，明確給體、受體、知道基因工程的應用和發展前景。明確菌種衰退的原因與現象，掌握菌種復壯的原理和方法。明重點掌握不同類型微生物常用的保種方法。二教學內容1. Bacterial Genetics合子、給體菌、受體菌、外源載體、工具酶、工程菌的概念，確保藏菌種的原理、目的和原則，2. Operon2.1 Componentsstructural genes & promoter & operator & regulator gene2.2 Two Types of OperonsInducible operonsRepressible o

36、perons3. DNA Transfer3.1 plasmidsThe type of plasmidsFertility factor， F factor 致育因子: plasmid with genes coding for sex pilusResistancefactor， R factor 抗性因子Bacteriocin production plasmid（ 產 細菌素的質粒）virulence plasmid （毒性質粒）Metabolic plasmid （代謝質粒）cryptic plasmid （ 隱 秘質粒）3.2 DNA transfer always one-way

37、 from donor to recipient3.3 Possible Results of DNA Transfer3.4 Types of DNA TransferConjugation & Transformation & Transduction4. Genetic Engineering4.1 Definitionsgenetic engineering & Recombinant DNA & cloning vector & cloning host4.2 Key enzymes -restriction endonucleases4.3

38、Action of Restriction Endonucleases4.4 Steps in Genetic Engineering4. Mutation4.1 DefinitionsVariation & mutation & mutant & Prototroph & auxotroph & genetic code auxotroph &resistant mutant & conditional lethal mutant & morphological mutant4.2 Genetic Code4.3 Types o

39、f Mutations4.4 Causeof Mutation4.5 Types of Mutagens4.6 Ames Test 三本章學時數：8Chapter 11-12 Control of Microbial Growth一教學要求了解各種理化因素對微生物生長的影響機理、后果及其控制。明確滅菌、防腐、抑菌、消毒、最適生長溫度、最適pH 等概念。掌握濕（干）熱滅菌法、連消法、巴氏消毒法、過濾除菌法等常規方法的規定指標和適用范圍。理解石碳酸系數的意義。知道實驗室、無菌室（箱）的常規消毒方法。明確化療與化學治療劑、抗生素、抗菌譜等概念，了解化學治療劑的特點、種類，掌握抗代謝物、抗生素影響微生

40、物生長的作用機制及作用位點，了解微生物產生耐藥性的途徑及控制。二教學內容1. Reasonsfor controlling growth2. Approaches to Controlling Growth2.1. Killing microbes microbicidal agents（殺菌齊ij ）2.2. Preventing microbial growth microbistatic agents 抑菌劑2.3. Removal of microbes2.4. Terminology of Control1. Antimicrobial agents/germicide 抗菌劑/殺菌

41、劑2. Sterilization 滅菌3. Commercial sterilization 商業滅菌4. Disinfection 消毒5. Disinfectant 消毒劑6. Antisepsis 防腐7. Antiseptic 防腐劑8. Sanitization 凈化9. Asepsis 無菌3. Physical Methods of Control3.1. Targets of physical methods3.2. Physical Methods Usedheat & filtration & cold desiccation & radiation4. Chemical Methods of ControlAntimicrobial agentBacteriostatic agent 抑菌劑 & Bactericide/Germici