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《微生物学》教学大纲课程编号：课程名称：微生物学学分：4总学时：72学时理论学时：42学时实验学时：30学时先修课程要求：动物学、植物学、细胞生物学、生物化学等适应专业：生物技术专业本科教材：微生物学，袁生主编，第1版，高等教育出版社，2009年8月（国家规划教材）参考教材:1、《微生物学》，沈萍陈向东主编第2版高等教育出版社 2006年5月（国家规划教材）2、《微生物学教程》，周德庆主编，第二版，高等教育出版社。
2002年5月。
一、课程在培养方案中的地位、目的与任务本课程为生物技术专业本科生的必修专业基础课。
《微生物学》是在细胞、分子或群体水平上研究微生物的形态构造、生理代谢、遗传和育种、生态和分类进化等生命活动的基本规律，并将其应用于农业、工业、医药卫生、生物工程和环境保护等领域的科学。
通过该课程的学习，要求学生能够了解该学科的发展前沿、热点和问题，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，熟悉微生物学的基本技术，了解国外微生物学最新进展及应用，为今后的学习及工作实践打下宽厚的基础。
二、课程基本要求1、基本理论和基本知识（1）掌握微生物学的基础理论、基本知识掌握以细菌、真菌、病毒为主要内容的各类微生物的形态结构、繁殖方式和主要特征；掌握微生物遗传变异的一般规律及传染与免疫的知识；（2）熟悉微生物的营养、代谢和生长的特点；熟悉微生物育种的一般方法和微生物在工业、农业，医学、环境和日常生活中的某些应用，以及微生物在自然界物质循环中的重要意义。
（3）了解微生物生态及在自然界物质转化中的作用；了解微生物的多样性、系统发育与分类。
2、基本技能（1）掌握普通光学显微镜的使用方法，特别是利用油镜观察细菌的方法；掌握微生物的制片染色技术；（2）熟悉微生物细胞的大小测定及数量测定技术；熟悉培养基的制备、灭菌及微生物的分离纯化培养技术。
（3）通过综合实验（土壤微生物数量测定及未知菌革兰氏染色鉴定）让学生进一步掌握微生物的四大操作技术，并初步了解微生物科学研究的基本方法和思路。
第4、第5章：微生物学复习题《微生物学》复习题第四章微生物的营养和培养基第五章微生物的新陈代谢第四章微生物的营养一、名词解释碳源；氮源；能源；生长因子；碳氮比；培养基；液体培养基；固体培养基；选择培养基；鉴别培养基二、填空题1、微生物的营养要素有________、_________、________、______、________和_______六大类。
2、营养物质通过渗透方式进入微生物细胞膜的方式有________、_________、________、______等四种。
3、化能自养微生物以为能源，以为碳源，如属于此类微生物。
4、化能异养微生物的基本碳源是，能源是，其代表微生物是________和_______等。
5、固体培养基常用于微生物的、、及等方面。
6、液体培养基适用于以及的研究。
7、半固体培养基可用于、及等。
8、琼脂是配制培养基时常用的凝固剂，它的熔点是_________，凝固点是_______。
9、高氏1号培养基常用于培养；马铃薯葡萄糖培养基常用于培养；牛肉膏蛋白胨琼脂培养基常用于培养。
10、培养基的主要理化指标通常有、、和等。
三、判断题（在括号中写上“√”或“×”以表示“对”或“错”）1、培养自养细菌的培养基中至少应有一种有机物。
（）2、异养型微生物都不能利用无机碳源。
（）3、碳源对微生物的生长发育是很重要的，它是构成细胞的主要物质，也是提供能源的物质。
（）4、在微生物学实验室中，蛋白胨、牛肉膏和酵母膏是最常用的有机氮源。
（）5、在固体培养基中，琼脂是微生物生长的营养物质之一。
（）6、需要消耗能量的营养物质运输方式是促进扩散。
（）7、按照所需要的碳源、能源不同，可将微生物的营养类型分为无机营养型和有机营养型。
（）8、微生物的六大营养要素对配制任何微生物培养基时都是缺一不可的。
（）9、培养基配制好后，在室温下放置半天后再灭菌是不会有不良影响的。
（）10、EMB培养基是一种用于分离大肠杆菌的选择培养基。
第五章微生物的生长及影响因素先介绍如何在实验室或生产实践中使微生物生长，即如何培养微生物；然后介绍微生物生长的规律（包括个体和群体）；以及环境条件对微生物生长的影响；最后讨论控制微生物生长特别是有害微生物生长的方法。
生长：微生物个体重量的增加和体积增大的现象。
繁殖：微生物数量增多的现象。
第一节微生物生长一、微生物的培养方法（一）微生物的纯培养及获得方法1.纯培养：微生物学将从一个细胞或一种细胞群繁殖得到的后代叫作纯培养。
2.获得方法（分离方法）：只有分离到微生物的纯菌种，才能研究和利用微生物，目前常用的分离方法有：①释倒平板法：按不同的稀释度将待分离的材料进行稀释（10倍稀释法），然后分别倒平板，培养得到单一菌落，挑取，分离，纯化即得。
②平皿划线法：在培养基表面用接种环平行或连续划线，培养可得单菌落，分离纯化得纯培养。
平行扇形连续③单细胞挑取法：用单细胞挑取仪（显微镜挑取器）在显微镜下直接挑取单个细胞（菌体）进行培养，而获得纯培养的方法。
④选择培养基分离法：用只适于一种微生物生长的培养基培养，结果只有一种微生物生长，挑取即得。
⑤涂抹培养皿分离法：平板上滴0.2ml菌悬液，用玻璃刮棒涂抹，培养后挑取菌落，纯化即得。
另外，有煮沸法分离芽孢杆菌；利用致死温度的不同分离噬菌体。
（二）微生物的培养方法1.好氧培养法：a.实验室：试管斜面，平板。
b.工业：半固体物料（浅盘法，转桶法，厚层培养法）c.食用菌：袋栽法，床栽法。
2.固体培养法：a.实验室：摇瓶培养法，试管液体培养法，三角瓶浅层培养法，小型台式发酵罐等。
b.工业：发酵罐（通用型搅拌发酵罐，气泡塔型发酵罐，其他形式的发酵罐）。
3.厌氧培养法：a.验室：厌氧培养皿，厌氧试管，厌氧罐。
b.工业：液体静置培养法。
二、微生物的同步生长及同步培养方法1.同步培养法：能使培养物中所有的微生物细胞都处于相同的生长阶段的培养方法成为同步培养法。
2.同步生长：培养物中的所有微生物细胞都处于同一生长阶段，并都能同时分裂的生长方式。
生长曲线以少量纯培养细菌接种有限的液体培养基，并在培养过程中定时取样测数，可以发现细菌的生长有一定的规律，若以时间为横坐标，菌数的对数为纵坐标，可以绘出一条类似于S形的曲线，这就是细菌的生长曲线。
由生长曲线可将细菌的群体生长划分为4个时期：延迟期、对数期、稳定期、衰亡期。
延迟期这个时期内的细菌细胞通常表现为个体变长，体积增大和代谢活跃，细胞内的RNA含量增加使细胞质的嗜碱性增强，并由于代谢活性的提高而使贮藏物消失；细胞对外界理化因子（如NaCl、热、紫外线、x—射线等）的抵抗能力减弱。
细菌延滞期的长短取决于菌种的遗传特性、菌龄及接种前后培养条件的差异等。
将处于对数期的培养物接种到相同的培养环境中可以缩短乃至消除延滞期。
对数期生长旺盛，代谢活力增强，分裂速度加快，菌数以几何级数增加，代时稳定，其生长曲线表现为一条上升的直线。
稳定期在对数末期，由于营养物质(包括限制性营养物质)的逐渐消耗,有生理毒性的代谢产物在培养基中的积累及培养环境条件中pH和氧化还原电位Eh等对细菌生长不利的变化，使细菌的生长速度降低，增殖率下降而死亡率上升，当两者趋于平衡时，就转入稳定期。
可以通过补料，调节ｐH、温度或通气量等措施来延长稳定期衰亡期细菌在经过稳定期后，由于营养和环境条件进一步恶化,死亡率迅速增加，以致明显超过增殖率，这时尽管群体的总菌数仍然较高，但活菌数急剧下降，其对数与时间呈反比，表现为按几何级数下降，生长曲线直线下垂，有人又称其为对数死亡期。
这个时期的细胞常表现为多形态，产生许多大小或形态上变异的畸形或退化型，其革兰氏染色亦不稳定，许多G+细菌的衰老细胞可能表现为G-。
恒浊法和恒化法培养核心内容是什么？大概过程是指什么？1.恒浊连续培养不断调节流速而使细菌培养液浊度保持恒定的连续培养方法叫恒浊连续培养。
在恒浊连续培养中装有浊度计，借光电池检测培养室中的浊度(即菌液浓度)，并根据光电效应产生的电信号的强弱变化，自动调节新鲜培养基流入和培养物流出培养室的流速。
第五章微⽣物的遗传变异与菌种选育复习题知识讲解第五章微⽣物的遗传变异与菌种选育复习题⼀、名词解释1.遗传型（genotype）遗传型⼜称基因型，是指某⼀⽣物个体所含有的全部遗传因⼦（基因组）所携带的遗传信息。
它是⼀种内在的可能性或潜⼒，只有在适当的环境条件下，通过⾃⾝的代谢和发育，才可将遗传型转化成现实的表型。
2.表型（phenotype）表型是某⼀⽣物体所具有的⼀切外表特征和内在特性的总和。
它是遗传型在⼀定环境下通过⽣长和发育后得体现，故是⼀种现实性（具体性状）。
3.变异（variation）变异是⽣物体在某外因或内因的作⽤下所引起的遗传物质结构或数量的改变，亦即遗传型的改变，其特点是群体中，以极低的概率出现（约10-9-10-5），性状变化幅度⼤，且变化后的新性状是稳定的、可遗传的。
4.饰变（modification）饰变是⼀种不涉及遗传物质结构或数量变化，只发⽣在转录、转译⽔平上的表型变化。
其特点是整个群体中⼏乎每⼀个体都发⽣同样的变化；性状变化的幅度⼩；饰变后的性状是不遗传的。
5.基因（gene）基因是⽣物体内的最⼩遗传功能单位，其本质是⼀段核苷酸序列，它能编码多肽链（通过mRNA）、tRNA或Rrna.6.操纵⼦（operon）操纵⼦是原核⽣物特有的基因形式，由三种功能上密切相关的基因组成，包括结构基因、操纵基因和启动基因。
7.结构基因（structure gene）结构基因是决定某⼀多肽链⼀级结构的DNA模板，它通过转录和转译机制可指导多肽链的合成8.遗传密码（genetic code）DNA链上决定各具体氨基酸的特定核苷酸序列称为遗传密码，其信息单位是密码⼦（核苷酸三联体）9.质粒（plasmid）直⽴式⼀类游离于核基因组外，具有独⽴复制能⼒的⼩型共价闭合环状dsDNA分⼦（cccDNA）。
10．F质粒（F plasmid）F质粒⼜称F因⼦或致育因⼦。
是⼤肠杆菌等细菌决定其性别并有转移能⼒的质粒。
各章思考题第一章绪论1. 用具体事例说明人类与微生物的关系，为什么说微生物既是人类的敌人，更是我们的朋友？2. 为什么微生物能成为生命科学研究的“明星”?3. 为什么说巴斯德和柯赫是微生物学的奠基人?4.微生物有哪些特点？第二章病毒1、解释下列名词：病毒粒子、前噬菌体、溶源性。
病毒粒子:成熟的病毒感染单位，病毒复制的最后阶段，在宿主脂肪体细胞、血细胞和上皮细胞的核内复制，形成多边形和多角形的包含体，裸露或被囊膜包裹前噬菌体:整合在宿主基因组上的温和噬菌体的核酸溶源性:温和噬菌体DNA具有整合入宿主菌染色质DNA中的特性，成为与宿主菌共生的原噬菌体，能随宿主菌的染色质同步复制而传给子代，这种特性称为溶源性。
2、什么是病毒？病毒有哪些不同于其他微生物之处？（作业1）3、简述病毒的主要化学组成及其结构。
4、试用图示说明下列名词之间的关系：病毒粒子、核芯、衣壳、被膜。
（作业2）5、病毒有哪几种对称类型？每种对称类型病毒的形态是什么？试各举一例。
6、试以T系噬菌体为例说明病毒的增殖过程。
7、病毒是一种致病因子，也是一种具有遗传成分特点的因子，病毒的这种特性有什么生物学意义？（作业3）第三章原核微生物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？3、根据革兰氏阳性菌和阴性菌的细胞壁结构和化学组成，解释为什么革兰氏染色后G+呈紫色，G-呈红色？4、比较细菌和放线细群体培养特征的异同。
5、以产甲烷菌为例，总古细菌的特点及其与细菌的不同之处。
第四章真核微生物1、微生物由于个体微小一般都是以其群体形式进行研究或利用，这必然就要涉及到对微生物的培养。
能否找到一种培养基，使所有的微生物都能良好地生长？为什么？2、试结合微生物学实验课的内容，谈谈在选择、配制和使用培养基时应注意哪些方面的内容。
你们在实验中是如何做的？有何体会？3、试比较营养物质进入微生物细胞的几种方式的基本特点。
第五章微生物的代谢一、名词解释：01.新陈代谢（metabolism）：简称代谢，泛指发生在活细胞中的各种化学反应的总和，也是生物细胞与外界环境不断进行物质交换的过程。
包括合成代谢和分解代谢，它是推动生物一切生命活动的动力源。
02.合成代谢（anabolism）：又称同化作用。
微生物从环境吸收营养物质，在细胞内合成新的细胞物质和贮藏物质，并储存能量，建立生长、发育的物质基础的过程。
03.分解代谢（catabolism）：又称异化作用。
微生物分解营养物质，释放能量，供给同化作用、机体运动、生长和繁殖等生命活动所用，产生中间代谢产物，并排泄代谢废物和部分能量的过程。
04.生物氧化（biological oxidation）：分解代谢实际上是物质在生物体内经过一系列的氧化还原反应，逐步分解并释放能量的过程，这个过程也称为生物氧化。
05.呼吸作用（respiration）：微生物在降解底物的过程中，将释放的电子交给电子载体，再经过电子传递系统传给外源电子受体，从而生成水或其他还原型产物并释放出能量的过程。
06.有氧呼吸（aerobic respiration）：以分子氧作为氢和电子的最终受体的生物氧化过程，称为好氧呼吸或有氧呼吸。
07.无氧呼吸（anaerobic respiration）：又称为厌氧呼吸，在无氧的条件下，微生物以无机氧化物作为最终氢和电子受体的生物氧化过程。
08.发酵（fermentation）：狭义发酵：在无外源氢受体的条件下，细胞有机物氧化释放的[H]或电子交给某一内源性的中间代谢物，以实现底物水平磷酸化产能的一类生物氧化反应。
即电子供体是有机物，而最终电子受体也是有机物的生物氧化过程。
广义发酵：泛指任何利用微生物来生产有用代谢产物或食品、饮料的一类生产方式。
09.底物水平磷酸化（substrate level phosphorylation）：物质在生物氧化过程中，常生成一些有高能键的化合物，这些化合物可直接偶联A TP或GTP的合成，这种产生ATP等高能键的方式称为底物水平磷酸化。
《微生物学》复习题第四章微生物的营养和培养基第五章微生物的新陈代谢第四章微生物的营养一、名词解释碳源；氮源；能源；生长因子；碳氮比；培养基；液体培养基；固体培养基；选择培养基；鉴别培养基二、填空题1、微生物的营养要素有________、_________、________、______、________和_______六大类。
2、营养物质通过渗透方式进入微生物细胞膜的方式有________、_________、________、______等四种。
3、化能自养微生物以为能源，以为碳源，如属于此类微生物。
4、化能异养微生物的基本碳源是，能源是，其代表微生物是________和_______等。
5、固体培养基常用于微生物的、、及等方面。
6、液体培养基适用于以及的研究。
7、半固体培养基可用于、及等。
8、琼脂是配制培养基时常用的凝固剂，它的熔点是_________，凝固点是_______。
9、高氏1号培养基常用于培养；马铃薯葡萄糖培养基常用于培养；牛肉膏蛋白胨琼脂培养基常用于培养。
10、培养基的主要理化指标通常有、、和等。
三、判断题（在括号中写上“√”或“×”以表示“对”或“错”）1、培养自养细菌的培养基中至少应有一种有机物。
（）2、异养型微生物都不能利用无机碳源。
（）3、碳源对微生物的生长发育是很重要的，它是构成细胞的主要物质，也是提供能源的物质。
（）4、在微生物学实验室中，蛋白胨、牛肉膏和酵母膏是最常用的有机氮源。
（）5、在固体培养基中，琼脂是微生物生长的营养物质之一。
（）6、需要消耗能量的营养物质运输方式是促进扩散。
（）7、按照所需要的碳源、能源不同，可将微生物的营养类型分为无机营养型和有机营养型。
（）8、微生物的六大营养要素对配制任何微生物培养基时都是缺一不可的。
（）9、培养基配制好后，在室温下放置半天后再灭菌是不会有不良影响的。
（）10、EMB培养基是一种用于分离大肠杆菌的选择培养基。
第五章微生物的生长繁殖与生存因子一、名词解释1、生长曲线：将一定量的单细胞的纯培养接种到一恒定容积的新鲜液体培养基中，在适宜条件下培养，微生物的数量由少变多，达到高峰后又由多变少，甚至死亡的变化规律。
每隔一定时间取样，测细胞数目，以培养时间为横坐标，以细菌增长数目的对数为纵坐标，绘制所得的曲线。
2、分批培养：将一定量的微生物接种在一个封闭的、盛有一定体积液体培养基的容器内，保持一定的稳定、pH和溶解氧量，微生物在其中生长繁殖，最后一次收获的培养方式。
3、连续培养：在微生物培养的过程中，不断地供给新鲜的营养物质，同时排除含菌体及代谢产物的发酵液，让培养的微生物长时间地处于对数生长期，以利于微生物的增殖速度和代谢活性处于某种稳定状态。
连续培养有恒浊连续培养和恒化连续培养。
4、代时：细菌两次细胞分裂之间的时间。
5、恒浊连续培养：使细菌培养液的浓度恒定，以浊度为控制指标的一种连续培养方式。
6、恒化连续培养：维持进水中的营养成分恒定（其中对细菌生长有限制作用的成分要保持低浓度水平），以恒定流速进水，以相同流速流出代谢产物，使微生物处于最高生长效率状态下生长的一种连续培养方式。
7、好氧微生物：在有氧存在的条件下才能生长的微生物。
8、兼性厌氧微生物：是一类既能在无氧条件下，又可以在有氧条件下生存的微生物。
特点是在有氧条件下借呼吸产能，而在无氧条件下课借发酵或无氧呼吸产能；细胞内含有超氧化物歧化酶和过氧化氢酶。
例如一些酵母菌和许多细菌等。
9、厌氧微生物：在无氧条件下才能生存的微生物。
10、消毒：用物理、化学方法杀死治病菌，或者杀死所有微生物的营养细胞和一部分芽孢。
11、灭菌：是通过超高温或其他的物理、化学方法将所有微生物的营养细胞和所有的芽孢或孢子全部杀死的过程。
12、互生关系：指两种可以单独生活的生物共存于同一环境中，相互提供营养及其他生活条件，双方互为有利，相互受益。
13、共生关系：指两种不能单独生活的微生物共同生活于同一环境中，各自执行优势的生理功能，在营养上互为有利而所形成的共生体，这两者之间的关系就叫共生关系。
第四章病毒1病毒具有哪些特点？病毒壳体有哪几种对称类型?答:病毒的特点：1、形体极其微小，电镜下可见，通过细菌滤器。
2、非细胞结构，蛋白质包裹着的核酸（DNA或RNA）。
3、缺乏完整的酶系统和代谢能力系统，专性活细胞内寄生。
4、具有感染性，在一定条件下具有进入宿主的能力。
5、在细胞外以大分子状态存在，不显示生命现象。
6、对抗生素不敏感，但对干扰素敏感。
三类典型形态的病毒：廿面体对称(球状)螺旋对称(杆状)复合对称(蝌蚪状)2什么是病毒的一步生长曲线?包括几个期？各有何特点？答：一步生长曲线：定量描述烈性噬菌体增殖规律的实验曲线称作一步生长曲线或一级生长曲线.包括：1 .调整期：细菌代谢活跃,大量合成细胞分裂所需的酶类、ATP以及其他细胞成分2 。
对数期：细菌代谢旺盛,个体的形态和生理特性比较稳定3 。
稳定期:有害代谢产物积累,新增细胞数目与死亡细胞数目达到动态平衡,次级代谢产物大量积累，形成芽孢4 .衰亡期：细菌数目急剧下降，出现畸形细菌3以噬菌体为例,说明病毒的增殖过程.答：烈性噬菌体的繁殖吸附——侵入—-生物合成——装配——释放。
温和噬菌体侵染宿主菌后，将其DNA整合到宿主菌的基因组上，成为原噬菌体，长期随宿主DNA的复制而同步复制，不引起宿主细胞裂解。
4比较烈性噬菌体和温和噬菌体的不同。
答：噬菌体的生活史分成两种途径—裂解途径和溶原途径。
仅能裂解生长的噬菌体叫烈性噬菌体。
溶原反应只存在在双链DNA噬菌体中,这类噬菌体称为温和性噬菌体,它们感染细胞质，并不复制。
染色体整合到宿主的染色体中,此时的噬菌体称为原噬菌体.带有原噬菌体的细菌称为溶原性细菌，当它可导致敏感性细菌裂解，故称“溶原”.5溶源性细菌有哪些特点？病毒鉴定的方法有哪些？答:自发裂解,诱发裂解,免疫性，重复性,溶源转变。
鉴定方法：噬菌斑（细菌）蚀斑和感染病灶（动物病毒）坏死斑（植物病毒）6名词：烈性噬菌体：在宿主菌细胞内复制增殖，产生许多子代噬菌体，并最终裂解细菌的菌体。
