微生物详细授课大纲:
第一章
绪
论 （2学时）
目的要求：本章主要引导学生了解什么是微生物，微生物学的建立和发展历史，微生物对人类生产实践活动以及其他学科的影响，明确微生物学作为一门独立学科在生命科学发展中的重要作用和地位，激发学生对微生物学的浓厚兴趣，启迪学生，勤于思考，勇于实践，为科学发展做出奉献
重点和难点：要求掌握微生物学科发展历史中几位重要的奠基人物对微生物学的主要贡献；微生物的几大共性特征
教学内容：
一、微生物与微生物学
1、什么是微生物
2、微生物所包括的类群
3、微生物在生物界中的地位
4、微生物学及主要分支学科
二、微生物的主要特征
1、与其它生物共有的属性
2、微生物特有的属性
三、微生物与人类的关系
1、微生物是人类的朋友
2、少数微生物是人类的敌人
四、微生物的发现和微生物学的建立与发展
（一）微生物的发现
1、发现前的广泛应用
2、微生物的发现
（二）微生物学奠基人
1、巴斯德
2、柯赫
（三）微生物学发展过程中的重大事件
（四）微生物学在生命科学发展中的重要作用与地位
1、微生物作实验材料,其研究成果促进了许多生物学重大理论的突破与发展
2、微生物学对现代生物技术的贡献
3、微生物与“人类基因组计划”
4、我国微生物学的成就和发展
五、21世纪微生物学展望
思考题：
1、微生物包括哪些类群？
2、微生物有哪些特殊的属性？
3、举例说明微生物在生命科学发展中的重大贡献？
第二章 微生物的纯培养和显微技术（2学时）
目的要求： 本章主要使学生了解分离纯化技术是微生物学研究的基础，而无菌技术是其关键，显微镜是微生物学研究的工具。熟练掌握无菌技术、纯种分离技术、培养技术和显微技术是研究和利用微生物的基本功。本章学习后，学生基本掌握了研究微生物学的基本方法和手段，为今后学习微生物学相关知识打下基础。
重点和难点：要求掌握微生物学实验操作的最基本的无菌技术，分离技术及纯种获得的方法。
教学内容：
第一节
微生物的纯种分离和纯培养
一、用营养琼脂平板分离纯种
1、微生物纯种分离的原理和方法
2、纯种平板分离的不同方法
二、用液体培养基分离纯培养
三、单细胞（孢子）分离
四、选择培养分离
1、利用选择培养基直接分离目的微生物
2、富集培养
五、二元培养物
六、无菌技术
1、所用物品的灭菌技术
2、无菌操作
第二节
显微镜和显微技术
一、光学显微镜的种类及原理
1、普通光学显微镜
2、特殊功能的光学显微镜
二、电子显微镜的种类及原理
1、透射电镜
2、扫描电镜
三、显微镜观察样品的制备
思考题：
1、利用选择培养基如何筛选：（1）抗链霉素（str）细菌？
（2）降解利用尿素的细菌？
（3）分解利用纤维素的细菌？
2、利用富集培养和选择培养如何分离：
（1） 如何从土壤中分离筛选高温（70℃）解烃细菌？ （2） 如何从污染废水中分离筛选苯胺降解细菌？
第三章
微生物细胞的形态、结构与功能（8学时）
目的要求：本章主要使学生学习并掌握原核微生物包括真细菌、古生菌和真核微生物包括霉菌、酵母菌、蕈菌的细胞形态、基本结构特征及其功能、生活特性等等，认识微生物的多样性。
重点和难点：将原核微生物、真核微生物的类群、细胞结构和功能作为重点章节讲授。突出原核微生物细胞结构和功能，要求掌握G+和G-细胞壁的结构和组成的异同点；G-细胞壁脂多糖的组成及功能；革兰氏染色的机理与步骤；细菌芽孢的构造和功能；古生菌细胞壁和细胞膜的特点；细菌和真菌鞭毛结构、运动方式及能量来源的区别。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；
教学内容：
第一节
原核微生物——真细菌的形态、细胞结构与功能
一、普通细菌一般形态与大小
（一）个体形态与空间排列
1、球状
2、杆状
3、螺旋状
4、其它形状
5、正常形态与异常形态
（二）个体大小
（三）菌落的形态特征
二、细菌细胞的结构与功能
（一）细胞壁
1、证实细胞壁存在的方法：
2、细胞壁的功能
3、革兰氏染色与细胞壁
4、G+ 细菌的细胞壁
5、G-细菌的细胞壁
6、周质空间
7、革兰氏染色的基本原理
8、特殊细胞壁的细菌
9、细胞壁缺陷细菌
（二） 细胞膜 1.细胞膜的结构模型 2.细胞膜的化学组成 3.细胞膜的生理功能 4.间体
(三) 细胞质和内含物 1. 颗粒状贮藏物 2. 内含物 (四) 核区
(五) 特殊的休眠构造——芽孢
(六) 细菌细胞壁以外的构造 ——— 糖被 (七) 细菌细胞壁以外的构造---鞭毛 (八) 细菌细胞壁以外的构造---菌毛 (九) 细菌细胞壁以外的构造---性毛
三、放线菌
（一）形态与结构
（二）生长与繁殖
（三）菌落形态
（四）分布特点及与人类的关系
四、支原体、立克次氏体和衣原体
（一）支原体
（二）立克次氏体
（三）衣原体
五、粘细菌
六、蛭弧菌
七、蓝细菌
第二节
原核微生物—古生菌的形态、细胞结构与功能
一、细胞形态
二、细胞结构
（一）细胞壁
（二）细胞膜
三、古生菌研究的重大意义 第三节
真核微生物
一、酵母菌
（一）形态
（二）细胞结构
1、细胞壁
2、细胞膜
3、细胞核
4、细胞质及内含主要细胞器与内含物
5、主要细胞器
（三）繁殖
（四）菌落特征
（五）分布及与人类的关系
二、霉菌
（一）菌丝功能分化
（二）菌丝的特化 （ 三）菌落
（四）霉菌繁殖方式
（五）细胞结构
1、细胞壁
2、特殊的内含体
3、真核微生物鞭毛和纤毛
（六）分布特点及与人类的关系
三、蕈菌
（一）菌丝的分化
（二）锁状联合
（三）蕈菌的特征
思考题：
1、试根据细菌细胞结构的特点，分析并举例说明为什么它们能在自然界中分布广泛。
2、原核微生物（真细菌、古生菌）和真菌（霉菌、酵母、蕈菌）细胞形态、结构和功能的比较。
3、真核微生物（低等水生真菌）的游动孢子的鞭毛结构与功能。
第四章
微生物的营养
（2学时）
目的要求：本章主要使学生掌握微生物的六大生长要素，微生物营养类型的划分及其特点，从而认识到微生物营养类型的多样性。根据不同微生物的营养要求，配制相应的、适于微生物生长的培养基，为今后进行研究和利用微生物打下理论基础。
重点和难点： 营养类型的分类依据，微生物的营养类型特有的营养类型，培养基配制原则及培养基类型，营养物质运输的四种方式及特点。
教学内容：
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
1、碳源
2、氮源
3、能源
4、无机盐
5、生长因子
6、水
三、微生物的营养类型
1、光能无机自养型
2、光能有机异养型 3、化能无机自养型
4、化能有机异养型
5、营养缺陷型 第二节
微生物培养基
一、制备培养基的原则
二、培养基类型
第三节
微生物营养物质跨膜运输方式
一、扩散
二、促进扩散
三、主动运输
1、初级主动运输
2、次级主动运输
3、基团转位
四、膜泡运输
思考题：
1、以紫色非硫细菌为例，解释微生物的营养类型可变性及对环境条件变化适应能力的灵活性。
2、试比较营养物质进入微生物细胞的几种方式的特点。
第五章
微生物的代谢（6学时）
目的要求：本章作为重点章节讲授。主要使学生掌握微生物代谢类型的特点及多样性，代谢调控的原理，了解主要发酵途径和产能方式。
重点和难点： 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，微生物特有的次生代谢和固氮合成代谢。
教学内容：
第一节
微生物产能代谢
一、化能异养型微生物产能方式
1、有机物作能源，三种产能方式
2、三种产能方式的比较 （1）发酵 （2） 有氧呼吸 （3）无氧呼吸
3、微生物无氧条件下发酵产能与发酵产物 4．微生物与氧的关系及产能方式
二、化能无机自养型微生物ATP和还原力形成 1．硝化细菌 2．硫化细菌 3．铁氧化细菌
4、氢氧化细菌
三、光能营养型微生物ATP和还原力形成
1、光能营养型微生物和生态
2、光合细菌光合磷酸化系统（光合装置）
3、光合细菌环式光合磷酸化（厌氧条件下）
4、绿色细菌非环式光合磷酸化(厌氧条件下)
5、藻类、蓝细菌非环式光合磷酸化（有氧条件下）
6、嗜盐菌紫膜的光合磷酸化产生ATP 第二节
微生物耗能反应
一、自养型微生物CO2 同化
1、Calvin循环
2、还原性TCA循环同化CO2
3、异养型微生物CO2 同化
4、专性自养菌和严格厌氧菌断裂的TCA循环
二、微生物细胞物质合成 第三节
微生物特有的代谢
一、微生物固氮
1、固氮微生物
2、固氮生化过程
二、真细菌肽聚糖合成
三、次级代谢物－青霉素生物合成
思考题：
1、微生物营养与动、植物相比，碳源和氮源谱非常广泛，为什么说微生物的能源谱也非常广泛？
2、什么是自养微生物、光能营养微生物、化能营养微生物？
3、养殖水体中NH4+富营养化，应用哪几类不同生理类群的细菌来降低其浓度？
第六章
微生物的生长繁殖及其控制（2学时）
目的要求：本章主要使学生掌握微生物生长繁殖的规律，微生物生长的测定方法，及各种物理、化学因素对微生物生长的影响。
重点和难点： 单细胞生物典型生长曲线的特征，控制有害生物生长的方法，依据氧气、生长温度可将微生物分成的种类类型
教学内容：
第一节
细菌的个体生长与群体生长规律
一、细菌个体生长
1、细菌染色体双向复制
2、细胞壁扩增
3、细菌的生长与分裂调节
二、细菌群体生长规律
（一）细菌群体生长曲线
（二）细菌群体生长的数学表示式
三、连续培养
四、同步培养
第二节
真菌的生长与繁殖
一、丝状真菌的生长繁殖
1、菌丝断裂繁殖
2、无性孢子繁殖
3、有性孢子繁殖
4、丝状真菌的生活史
二、酵母菌的生长繁殖
第三节
环境对生长的影响及生长的测定
一、环境因子对微生物生长的影响
1、营养因子对生长的影响
2、水活性对生长的影响
3、温度对生长的影响
4、pH对生长的影响
5、氧对生长的影响
二、微生物生长测定
1、个体计数法
2、重量法
3、生理指标法
第四节
微生物生长繁殖的控制
一、控制微生物的化学物质
1、抗微生物剂
2、抗代谢物
3、抗生素
4、细菌对抗生素的耐药性
二、控制微生物的物理因素
思考题：
1、细菌的生长繁殖与高等动植物的有哪些异同？其典型生长曲线可分几期，其划分依据是什么？
2、影响微生物生长的因素有哪些？
第七章 病毒（6学时）
目的要求： 本章主要使学生了解病毒粒子的形态、结构和化学组成，掌握噬菌体、动物病毒的复制周期及反映病毒生长繁殖规律的一步生长曲线的原理和实验方法，掌握病毒的非增殖性感染的三种感染类型及烈性噬菌体、温和噬菌体、溶源性、溶源菌等基本概念。通过病毒与宿主的相互作用，认识病毒在生物学、医学、经济上的重要意义。
重点和难点：要求重点掌握病毒复制的五个阶段，病毒非增殖性感染，溶源化现象，病毒一步生长曲线的原理。
教学内容： 第一节 病毒粒子（毒粒）的性质
一、病毒的形态和结构
1、腺病毒（Adenovirus）
2、烟草花叶病毒（TMV）
3、E.coli T4噬菌体
4、有包膜的病毒
二、病毒的化学组成
1、病毒的核酸
2、病毒的蛋白质
3、脂类与少量糖类 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、噬菌体的整合非增殖感染
1、烈性噬菌体
2、温和噬菌体
3、λ噬菌体裂解途径和溶源化途径转录调控
4、溶源性细菌的性质
六、病毒的一步生长曲线 第三节 动物病毒的复制
一、细菌细胞和动物细胞结构差异对病毒增殖的影响
二、无包膜DNA病毒—Adenovirus复制
三、有包膜DNA病毒—Herpeimplex virus复制
四、无包膜+RNA病毒—Poliovirus复制
五、有被膜—RNA病毒—Rabies virus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、非增殖感染的原因
二、缺损病毒
1、干扰缺损病毒
2、亚病毒
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）
思考题
1、病毒区别于其他生物的特点是什么？
2、病毒学研究的基本方法有哪些，其基本原理是什么？
3、在发酵生产过程中，防止因噬菌体感染引起的“倒罐”的措施有哪些？
第八章 微生物遗传与微生物基因表达调控（8学时）
目的要求： 本章主要使学生了解微生物遗传变异的物质基础，掌握微生物染色体基因组及染色体外的遗传因子（质粒和转座子）的结构和基本特点，微生物基因重组的方式，微生物基因突变的类型及突变的规律，在此基础上掌握诱变育种的方法和营养缺陷型的筛选，原生质体融合等基本技术，同时了解微生物基因表达与调控的基本内容，掌握原核生物在转录水平和转录后水平调节基因表达，为以后进行基因工程操作奠定基础。
重点和难点：微生物基因重组的几种方式，基因突变的机制，突变与定向育种原理与方法，操纵子转录调控模式，转录后调控的类型。
教学内容：
第一节 微生物的遗传因素
一、微生物染色体基因组结构
1．E.coli基因组结构
2．Saccharomyces cerevisiae基因组结构 3．Methancoccus jannaschii基因组结构
二、plasmid
三、转座因子（transposable element） 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与突变修复
三、基因突变的特性
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2μm质粒
三、丝状真菌的准性生殖 第五节 微生物育种
一、诱变育种
1．U.V和5-BU诱变方法 2. 产量性状正变菌株筛选 3．代谢控制发酵菌种选育
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、在转录水平上的基因表达调控 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．翻译起始的调控
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
思考题
1．证明核酸是遗传物质基础的3个经典实验的内容是什么？为什么均选用微生物为研究对象？
2．基因突变及特点有哪些？ 3．如何获得一个营养缺陷型突变株？
4．比较负控诱导和正控诱导两种操纵子转录调控的差异。
第九章 微生物生态（2学时）
目的要求： 本章主要使学生了解微生物的生态分布及在环境保护中的应用，掌握微生物与环境的相互关系，不同生态环境中微生物的组成和生态功能，及微生物在自然界物质循环中的重要作用。
重点和难点：微生物所参与的生物地球化学循环，包括碳素、氮素、硫素循环，微生物在环境保护中的作用，包括微生物有机体、生理机能、遗传基因处理污染介质、修复污染环境、监测环境污染等。
教学内容：
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重要角色
二、微生物在地球化学循环中的重要作用 1．碳素循环
2．氮素循环 3．硫素循环
第二节 生态环境中的微生物
一、自然界中的微生物
二、微生物群落
三、群落中微生物种群间的相互作用
四、不同生境中的微生物
五、极端环境中的微生物
六、动物体表、体内的微生物
七、植物体表、体内的微生物
八、人体微生物
第三节 微生物与环境保护
一、微生物对环境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、微生物与污水处理
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）
思考题
1．微生物的分布比动植物更为广泛，其生态学意义为何？
2．为什么说在治理污水中，最根本、最有效的手段是微生物处理法？
第十章 微生物进化、系统发育与分类鉴定（2学时）
目的要求： 本章主要使学生掌握微生物分类学的基本概念和分类鉴定特征，了解微生物是生物进化中的先锋种类；掌握利用现代分子生物学技术建立的有关生物进化和系统发育的原理；了解微生物多样性的特点。
重点和难点：微生物分类的基本原理和技术，现代分子生物学分类方法，特别是16SrRNA作为微生物系统发育研究对象的原因。
教学内容：
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、作为进化标尺的生物大分子的选择原则
三、16SrRNA是最佳的生物进化的指征分子
四、16SrRNA序列的顺序和进化
五、特征序列或寡核苷酸印迹
六、三界域生物主要特征比较 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、分类单元命名
四、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 思考题
1． 请你鉴定一种细菌培养物，如何将其鉴定到种？ 2． 现代微生物鉴定技术的发展趋势如何？试举例说明。
第十一章 感染和免疫（4学时）
目的要求： 本章主要使学生掌握人体免疫系统，包括非特异性免疫及特异性免疫的原理和特点，了解感染与免疫的关系，掌握相关免疫学基本知识和常用的免疫技术，熟悉如何运用免疫学原理进行免疫预防和免疫检测。
重点和难点：病原微生物的感染及机体的抗传染免疫，包括病原微生物致病因素中的侵袭力和毒素，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，
教学内容：
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．抗原分子必须具备的性质 2．抗原决定簇 3．微生物的抗原结构
二、抗体（Antibody）
1．IgG的分子结构及功能
2．Ig的种类及功能
三、B细胞介导的特异性体液免疫 1．不依赖TH的体液免疫
2．依赖TH的体液免疫
四、T细胞介导的特异性细胞免疫
1．T细胞表面特异性抗原受体（TCR）的性质
2．抗原的加工与与呈递细胞的功能
3．TC细胞介导的杀细胞效应
4．TD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、抗体的制备
二、免疫学技术
1．血清学反应
2．免疫标记技术
三、免疫预防与生物制品
四、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
思考题
1． 对细菌内毒素和外毒素的免疫应答有何不同？ 2． 举例说明天然免疫与特异性免疫之间并无截然界限。 3． 何谓免疫标记技术？其优点如何？有哪几种代表性技术？
