微生物学教学大纲

课程编号：《微生物学》教学大纲学时数：72 讲课：72学制：四年制本科适合专业：生物科学相关专业一、本课程的性质和任务（一）课程的性质微生物学是生命科学中一门理论与实践性较强的重要基础课程，是一门对现代生命科学的发展发挥着不可替代的重大作用的学科，故本课程分为理论讲授和实践教学两大部分（实验部分另有教学大纲）。

理论课教学主要讲授微生物发展的历史、微生物的形态结构、营养和代谢特征、遗传规律、生态、传染与免疫和系统分类等内容。

（二）课程的任务：本课程主要面对生物科学专业的本科学生授课，是专业必修课。

通过学习微生物的形态结构、生理生化、生长繁殖、遗传变异、生态分布、传染免疫、分类鉴定以及微生物与其他生物的相互关系及其多样性，在工、农、医等方面的应用，了解该学科的发展前沿、热点和问题，使学生牢固掌握微生物学的基本理论和基础知识，了解微生物的基本特性及其生命活动规律，为学生今后的学习及工作实践打下宽厚的基础。

二、本课程与其他课程的联系：微生物学是一门专业基础课，与许多课程关系密切，应在生物化学、遗传学、生理学等课程的基础上进行学习，并为今后专业课，如遗传学、生物化学等课程的学习奠定基础。

三、教学内容（一）第一章绪论一、本学期的教学安排二、微生物和你三、微生物学四、微生物的发现和微生物学的发展五、20世纪的微生物学六、21世纪微生物学发展的特点和趋势教学基本要求：学习微生物学这门课程，必须首先了解什么是微生物、主要种类、特点、发展状况、研究意义等等。

本章要求学生在联系实际的情况下掌握微生物的概念、特点，并提起学生学习微生物的兴趣。

主要知识点与重点：微生物的概念、类群及特点。

（二）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、用固体培养基获得纯培养三、用液体培养基获得纯培养四、单细胞（孢子）分离五、选择培养分离六、微生物的保藏技术第二节显微镜和显微技术一、显微镜的种类及原理二、显微观察样品的制备第三节显微镜下的微生物一、细菌和古菌二、真菌三、藻类四、原生动物教学基本要求：掌握微生物学研究的基本技术，即无菌技术、纯种分离技术、培养技术及显微镜技术。

熟悉显微观察样品制备的一般流程和显微镜下的微生物形态（细菌和真菌）。

了解显微镜种类和原理、藻类、原生动物的形态。

主要知识点与重点：无菌技术、获得纯培养的方法及其比较、菌种保藏技术以及各类显微镜的应用。

（三）第三章微生物细胞的结构和功能第一节原核微生物一、细胞壁二、细胞壁以内的构造三、细胞壁意外的构造第二节真核微生物一、细胞壁二、鞭毛与纤毛三、细胞质膜四、细胞核五、细胞质和细胞器教学基本要求：原核微生物是微生物中非常重要的一大类群。

这一类群与人类关系最为密切，数量最多，研究其基本的形态、特征是最基本的要求。

各种原核微生物细胞所具有的共同构造包括细胞壁(支原体例外)、细胞质膜、细胞质、核区和若干种内含物等；只有部分种类才具有的一些构造称作特殊构造，包括糖被(荚膜，粘液层)、鞭毛、菌毛和性菌毛等构造；少数种类还可形成芽孢、孢囊等具有抵御外界不良环境功能的特殊构造。

真核微生物细胞的共有构造是细胞膜、细胞质和各种细胞器，细胞壁仅为真菌和显微藻类所有，此外，在许多种类的细胞(包括性细胞)外还长有与原核生物鞭毛截然不同的细胞器——“９＋２”型结构的鞭毛或纤毛。

主要知识点与重点：G+和G―细菌肽聚糖单体的比较、G―细菌细胞壁的脂多糖构造、4类缺壁细菌的比较、细菌内含物的种类和分布、芽孢的构造和各部分功能、原核生物鞭毛的构造、（四）第四章微生物的营养第一节微生物的营养要求一、微生物细胞的化学组成二、营养物质及其生理功能三、微生物的营养类型第二节培养基一、配置培养基的原则二、培养基的类型及应用第三节营养物质进入细胞一、扩散二、促进扩散三、主动运输四、膜泡运输教学基本要求：培养基的制备是培养观察微生物最基本的条件，因此本章内容要求掌握微生物的营养类型、营养物质运输的吸收、培养基的种类以及制备培养基的基本原则和方法。

主要知识点与重点：微生物的营养类型、营养物质的生理作用、速效氮源和迟效氮源的区别、营养物质进入细胞的影响因素、营养物质运输方式及特点、初级主动运输与次级主动运输的区别、培养基的种类以及制备培养基的基本原则和方法。

（五）第五章微生物的代谢第一节微生物产能代谢一、异养微生物的生物氧化二、自养微生物的生物氧化三、能量转换第二节耗能代谢一、细胞物质的合成二、其他耗能反应：运输、运动和生物发光第三节微生物代谢的调节一、酶活性调节二、分支合成途径调节第四节微生物的次级代谢与次级代谢产物一、次级代谢与次级代谢产物二、次级代谢的调节教学基本要求：要求学生掌握微生物产能代谢和耗能代谢的特点。

熟悉微生物代谢的调节方式。

了解微生物次级代谢及其调节。

主要知识点与重点：代谢的概念、发酵作用及产能方式、呼吸作用及产能方式、自养微生物生物氧化类型、次级代谢的特点。

（六）第六章微生物的生长繁殖及其控制第一节细菌的个体生长一、染色体DNA的复制分离二、细胞壁扩增三、细菌的分裂与调节第二节微生物生长的测定一、计数法二、重量法三、生理指标法第三节细菌的群体生长繁殖一、生长的规律二、生长的数学模型三、连续培养第四节真菌的生长繁殖一、丝状真菌的生长繁殖二、酵母菌的生长繁殖第五节环境对微生物生长的影响一、营养物质二、水活度三、温度四、pH五、氧第六节微生物生长繁殖的控制一、控制微生物的化学物质二、控制微生物的物理因素教学基本要求：微生物个体非常小，容易受到外界环境细微条件变化的影响。

研究微生物的生长曲线及影响因子能够了解微生物生长的特性，从而为微生物的快速培养及控制提供理论基础。

本章要求掌握微生物生长的曲线、相关概念、抑制微生物生长的因素和微生物生长控制的方法。

主要知识点与重点：掌握细菌个体生长和群体繁殖的规律；掌握环境对微生物生长的影响和生长测定方法；微生物生长的曲线及相关概念；抑制微生物生长的因素和微生物生长控制的方法。

（七）第七章病毒第一节概述一、病毒的特点和定义二、病毒的宿主范围三、病毒的分类与命名第二节病毒学研究的基本方法一、病毒的分离与纯化二、病毒的测定三、病毒的鉴定第三节毒粒的性质一、毒粒的形态结构二、毒粒的化学组成第四节病毒的复制一、病毒的复制周期二、病毒感染的起始三、病毒大分子的合成四、病毒的装配与释放第五节病毒的非增殖性感染一、非增殖性感染的类型二、缺损病毒第六节病毒与宿主的相互作用一、噬菌体感染对原核细胞的影响二、病毒感染对真核细胞的影响三、机体的病毒感染第七节亚病毒因子一、类病毒二、卫星病毒三、卫星核酸四、阮病毒第八节病毒举例一、人免疫缺陷病毒二、SARS冠状病毒三、禽流感病毒四、肝炎病毒教学基本要求：病毒是一种非常特殊的非细胞生物，能够引起各种生物的疾病，掌握病毒的特性很有必要。

本章内容为本门课程的重点内容，要求熟练掌握病毒的形态、大小、特点、分类，并了解生物疫苗和生物制品的简单制备过程。

主要知识点与重点：掌握病毒的结构特点、化学组成和复制周期、熟悉病毒学研究的基本方法、熟悉病毒与宿主的相互作用、了解亚病毒因子以及常见引起人类严重疾病感染的病毒的特征。

（八）第八章微生物遗传第一节遗传的物质基础一、DNA作为遗传物质二、RNA作为遗传物质三、朊病毒的发现与思考第二节微生物的基因组结构一、大肠杆菌的基因组二、酿酒酵母的基因组三、詹氏甲烷球菌的基因组四、泛基因组五、宏基因组及宏基因组学第三节质粒和转座因子一、质粒的分子结构二、质粒的主要类型三、质粒的不亲和性四、转座因子的类型和分子结构五、转座的遗传学效应第四节基因突变及修复一、基因突变的类型及其分离二、基因突变的分子基础三、DNA损伤的修复第五节细菌基因转移和重组一、细菌的接合作用二、细菌的转导三、细菌的遗传转化四、基因组测序第六节真核微生物的遗传学特性一、酵母菌的接合型遗传二、酵母菌的质粒三、酵母菌的线粒体四、丝状真菌的准性生殖第七节微生物育种一、诱变育种二、代谢工程育种三、体内基因重组育种四、DNA Shuffling技术教学基本要求：基因是所有生物中编码蛋白质（经mRNA）、rRNA或tRNA的DNA 片段或序列，是控制某种性状或功能的遗传单位。

原核生物的基因一般不含内含子。

基因组是指存在于细胞或病毒中的所有基因以及非基因的DNA序列组成的总称。

微生物基因组一般比较小，最小的只含3个基因。

真核生物、真细菌和古生菌基因组有明显的不同，但古生菌既具有前二者的某些特征，又具有自己独特的特征。

质粒和转座因子都是细胞中除染色体以外的另外两类遗传因子，前者是一种独立于染色体外，能进行自主复制的细胞质遗传因子，通常以共价闭合环状(CCC)的超螺旋双链DNA分子存在于细胞中。

基因突变分自发突变和诱发突变，后者只提高突变频率，并不改变突变的本质。

突变率与修复系统密切相关并有自身的规律性。

细菌以接合、转导和转化三种主要的途径进行水平基因转移，并且是基因定位(或作图)的重要手段。

近年来实验证明转化可以在自然环境中发生。

主要知识点与重点：掌握微生物遗传的物质基础、质粒和转座因子的特点；掌握细菌基因转移和重组的种类和特点。

熟悉真菌的遗传学特征；熟悉微生物的基因组结构研究进展；熟悉微生物育种的常用技术方法。

（九）第九章微生物基因表达的调控第一节转录水平的调控一、操纵子的转录调控二、分解代谢物阻遏调控三、细菌的应急反应四、通过σ因子更换的调控五、信号转导和二组分调节系统六、λ噬菌体溶原化和裂解途径的转录调控第二节转录后调控一、翻译起始的调控二、mRNA的稳定性三、稀有密码子和重叠基因调控四、反义RNA调控五、翻译的阻遏调控六、ppGpp对核糖体蛋白质合成的影响七、细菌蛋白质的分泌调控第三节古菌的转录及其调控一、古菌的基本转录装置二、古菌的转录调控第四节细菌的群体感应调节教学基本要求：掌握微生物转录水平的调控方式。

熟悉微生物转录后调控方式。

了解古菌的转录及其调控模式。

主要知识点与重点：掌握微生物转录水平的调控方式。

熟悉微生物转录后调控方式。

了解古菌的转录及其调控模式。

（十）第十章微生物与基因工程第一节基因工程概述一、历史回顾二、基因工程的基本操作三、微生物与基因工程的关系第二节基因的分离、合成和诱变一、从基因文库或cDNA文库分离基因二、基因的化学合成三、PCR扩增基因及定位诱变第三节微生物与克隆载体一、原核生物克隆载体二、真核生物克隆载体三、人工染色体第四节基因克隆操作一、微生物与基因工程工具酶二、外源基因与载体的体外连接三、克隆载体的宿主第五节外源基因导入及目的基因筛选鉴定一、外源基因导人宿主细胞二、目的基因克隆的筛选与鉴定第六节克隆基因在细菌中的表达一、克隆基因的转录调节二、克隆基因的翻译调节三、克隆基因的表达产物第七节基因工程的应用及展望一、基因工程药物二、基因治疗三、转基因植物四、转基因动物五、基因工程研究展望教学基本要求：掌握基因工程的基本过程和基本技术；了解微生物学在基因工程技术的建立和发展中的重要意义主要知识点与重点：掌握基因工程的基本过程和基本技术、掌握微生物与基因工程的关系；基因的分离、合成与改造；微生物与基因克隆载体；微生物与基因工程工具酶；基因克隆和表达的宿主；外源DNA导入微生物宿主细胞；重组体的筛选与鉴定。