武汉大学微生物学讲义微生物学教学组（二00三年八月二十七日）一、本课程的性质和任务本课程为生物学各专业本科生的必修基础课。
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、教学要求与教学方法1．以现代观点审视和重新组织教学内容，使课程的内容和结构、概念的提法、名词的解释和语言运用等都适合现代生物学迅速发展的要求，建立新的、优化的微生物学课堂教学体系。
2．在课堂教学中以“打开窗口”、“安装接口”的方法反映当代微生物学科的成就，使学生在学习基础知识的同时，通过一定的“窗口”看到学科发展的前沿，通过“接口”看到目前学的基础知识与前沿的接轨，看到基础知识的延伸及与其他相关学科的密切联系，使学生在学习基础知识的同时获得一定量的最新信息，满足和激发学生的求知欲和主动学习的兴趣。
3．采用多媒体等现代化教学手段辅助教学，丰富教学内容，提高教学质量。
4．课堂教学与学生的课后复习、讨论及专题讲座相接合，并注意通过各种渠道保持与学生的联系，随时了解他们对教学的意见和要求，不断改进教学方法和教学手段。
三、教学学时分配和安排：本课程讲授按每周4学时安排，全学时共54学时。
教学内容及具体学时分配如下：一、绪论（4）二、纯培养和显微技术（3）三、微生物类群与形态（10）四、微生物的营养（3)五、微生物的代谢（4）六、微生物的生长繁殖及其控制（4)七、病毒（4）八、微生物遗传（8）九、微生物与基因工程（2）十、微生物的生态（4）十一、微生物的进化、系统发育与分类鉴定（4）十二、感染与免疫（4）四、教学内容和要求：第1章：绪论〖目的要求〗通过本章的课堂教学，引导学生走进微生物世界，了解微生物是什么？做什么？以及它们与人类的特殊关系；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；展望未来，激发学生的学习兴趣和明确肩负的重任。
〖教学内容〗1、武汉大学“微生物学” 课程的建设与发展2、本学期的教学安排3、微生物与我们4、微生物的发现和微生物学的建立与发展5、微生物的类群及特点思考题：试根据微生物的特点，谈谈为什么说微生物既是人类的敌人，更是人类的朋友。
第2章：纯培养和显微技术〖目的要求〗通过本章的课堂教学，向学生介绍进行微生物学研究的基本技术，即无菌技术、纯种分离技术、培养技术和显微技术，使他们了解微生物学的基本研究方法和研究手段，为后面介绍其他微生物学相关知识打下基础。
〖教学内容〗1、微生物的分离和纯培养1.1无菌技术1.2用固体培养基分离纯培养1.3用液体培养基分离纯培养1.4单细胞（孢子）分离1.5选择培养分离1.6二元培养物2、显微镜和显微技术2.1 显微镜的种类及原理2.2 显微观察样品的制备思考题：1、为什么说Koch等建立的微生物纯培养技术是微生物学建立与发展的基石？一般可用哪些方法获得微生物的纯培养？2、微生物的最显著特征就是个体微小，通常只能通过显微镜进行观察。
试列举在显微观察中通过改变样品的反差以改善观察效果的技术及方法。
第3章：微生物类群与形态结构〖目的要求〗通过本章的课堂教学，学习各种微生物，包括细菌、古生菌和真核微生物的基本结构特点和生活特性，了解微生物的多样性。
〖教学内容〗1、真细菌1.1 一般形态及细胞结构1.2 放线菌1.3 支原体、立克次氏体和衣原体1.4 粘细菌（myxobacteria）1.5 蛭弧菌（Bdellovibrio）1.6 蓝细菌（Cyanobacteria）2、古生菌2.1 概念的提出2.2 细胞形态2.3 细胞结构3、真核微生物3.1 霉菌3.2 酵母菌思考题：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、细菌、粘细菌、放线菌、霉菌、酵母在繁殖方式上各有什么特点？第4章：微生物的营养〖目的要求〗通过本章的课堂教学，使学生了解微生物营养类型的特点及多样性，以及根据不同微生物各自的营养要求，配制相应的培养基对微生物培养的理论知识，为今后对微生物的研究与利用打下基础。
〖教学内容〗1、微生物的营养要求1.1 微生物细胞的化学组成1.2 营养物质及其生理功能1.3 微生物的营养类型(nutritional types)2、培养基2.1选用和设计培养基的原则和方法2.2 培养基的类型及应用3、营养物质进入细胞3.1扩散(diffusion)3.2促进扩散(facilitated diffusion)3.3 主动运输(active transport)3.4膜泡运输(memberane vesicle transport)思考题：试比较营养物质进入微生物细胞的几种方式的特点。
第5章：微生物的代谢〖目的要求〗通过本章的课堂教学，使学生了解微生物代谢类型的特点及多样性。
〖教学内容〗1、代谢概论2、生物产能代谢2.1 生物氧化2.2 异养微生物的生物氧化2.3 自养微生物的生物氧化2.4 能量转换3、微生物次级代谢与次级代谢产物3.1 次级代谢与次级代谢产物3.2 次级代谢的调节思考题：不同营养类型的微生物在不同条件下产生ATP和还原力的方式与特点。
第6章：微生物的生长繁殖及其控制〖目的要求〗通过本章的课堂教学，使学生了解微生物生长繁殖的规律，掌握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。
〖教学内容〗1、生物生长的测定1.1 以数量变化对微生物生长情况进行测定1.2 以生物量为指标测定微生物的生长2、细菌的群体生长繁殖2.1 生长曲线2.2 同步培养2.3 连续培养3、微生物生长繁殖的控制3.1 控制微生物的化学物质3.2 控制微生物的物理因素武大微生物讲义续集思考题：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？第七章：病毒〖目的要求〗通过本章的课堂教学，使学生了解病毒，包括噬菌体、动植物病毒等的生活周期，掌握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，及有关病毒非增殖性感染特别是噬菌体溶原性反应的基本概念。
〖教学内容〗1、概述1.1 病毒的发现和研究历史1.2 病毒的特点和定义1.3 病毒的宿主范围1.4 病毒的培养和纯化2、毒粒的性质2.1 毒粒的形态结构2.2 毒粒的化学组成3、病毒的复制3.1 病毒的复制周期3.2 病毒感染的起始3.3 病毒大分子的合成3.4 病毒的装配与释放4、病毒的非增殖性感染4.1 概念4.2 温和噬菌体的溶源性反应。
思考题试结合一步生长曲线分析病毒的特点，并与细菌进行比较。
第8章：微生物遗传〖目的要求〗通过本章的课堂教学，使学生了解细菌的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，掌握微生物基因突变、遗传的基本规律，并在此基础上了解微生物菌种保藏的基本理论和实验方法。
〖教学内容〗1、遗传的物质基础1.1 DNA作为遗传物质1.2 RNA作为遗传物质1.3 朊病毒的发现与思考2、微生物的基因组结构2.1 概念：2.2 微生物与人类基因组计划：2.3 微生物基因组结构的特点：3、质粒和转座因子3.1 质粒的分子结构3.2 质粒的主要类型4、基因突变及修复4.1 基因突变的特点4.2 几种常见的微生物突变类型4.3 诱变剂与致癌物质——Ames试验5、细菌基因转移和重组5.1 细菌的接合作用(conjugation)5.2 细菌的转导(transduction)5.3 细菌的遗传转化(genetic transformation)5.4 基因定位和基因组测序6、菌种保藏6.1 菌种的衰退与复壮6.2 防止衰退的措施6.3 菌种保藏思考题：1、如果二个不同营养缺陷标记（a - b - c + d + 和a + b + c - d - ）的菌株经混合后能产生在基本培养基平板上生长的原养型重组菌株，请设计一个实验来决定该遗传转移过程是转化、转导还是接合?2、自然遗传转化与人工转化之间有什么关系?为什么在一般情况下它们转化质粒的成功率有如此大的差别? 第9章：微生物与基因工程〖目的要求〗通过本章的课堂教学，使学生了解微生物学在基因工程技术的建立与发展中的重要意义，了解并掌握基因工程的基本过程和基本技术。
〖教学内容〗1、基因工程概述1.1 基因工程的基本过程1.2 基因工程的发展历史1.3 微生物学与基因工程的关系2、微生物与基因工程工具酶2.1 限制性核酸内切酶2.2 DNA连接酶（DNA ligase）2.3 其它工具酶3、微生物与克隆载体3.1 质粒克隆载体3.2 λ噬菌体克隆载体3.3 柯斯质粒载体3.4 M13噬菌体载体3.5 噬菌粒载体3.6 真核生物的克隆载体3.7 人工染色体4、微生物作为克隆载体的宿主4.1 宿主的基本要求与性质4.2 常用的基因工程宿主5、基因工程的常用技术和方法5.1 PCR的原理和应用5.2 基因工程技术应用举例思考题：1、基因工程的基本步骤是怎样的？其中哪些需涉及到微生物的参与？2、为什么说微生物学不仅为基因工程提供了理论基础，同时也提供了操作技术？第10章：微生物的进化、系统发育和分类鉴定〖目的要求〗通过本章的课堂教学，使学生了解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理论，掌握微生物分类的基本原理和技术。
〖教学内容〗1、进化的测量指征1.1 进化指征的选择1.2 RNA作为进化的指征1.3 rRNA和系统发育树2、细菌分类1.1 分类单元及其等级1.2 微生物的命名3、细菌分类鉴定的特征和技术3.1 形态学特征3.2 生理生化特征3.3 核酸的碱基组成和分子杂交3.4 其它4、伯杰氏手册思考题1、为什么能用生物大分子作为衡量生物进化的标尺？有哪些选用原则？建立16 S r RNA系统发育树的意义何在？2、为什么在现代微生物分类中，任何能稳定地反映微生物种类特征的资料，都有分类学意义，都可以作为分类鉴定的依据？你知道有哪些项目已被用于细菌学分类和鉴定？第11章：微生物的生态〖目的要求〗通过本章的课堂教学，使学生了解微生物在自然分布的特点及与人类生活的密切关系，掌握微生物与其生活在一起的其它生物之间的相互关系，及微生物在自然界物质循环中的重要作用。
〖教学内容〗1、然界中的微生物1.1 空气中的微生物1.2 水体中的微生物1.3 土壤中的微生物1.4 工农业产品上的微生物1.5 极端环境下的微生物1.6 不可培养的微生物2、微生物与生物环境间的相互关系2.1 互生2.2 共生2.3 寄生2.4 拮抗2.5 竞争2.6 捕食3、微生物在生态系统中的作用思考题：1、试从微生物的特点分析其分布比动植物更广泛的原因，为什么无菌操作技术是一切微生物学工作的基础？2、试论微生物与水体富营养化作用，你认为对此类污染该如何进行防治？3、试用一些典型例子说明微生物与生物环境之间的相互关系。