微生物學教案()教程文件

1、課程名稱: 課程編碼:總學時: 課程類別： 任課教師:開課單位:職 稱: 授課專業(yè):授課班級:男星Q舉稔JINGCHl" （TNnTRSITY OF TECHNOLOGY授課教案（2014 2015學年度第二學期）微生物學B1300700348總學分：3專業(yè)必修課陳哈生物工程學院講師生物工程13級生物工程1班荊楚理工學院教務(wù)處制第工周，第 1 次課（2 學時） 授課題目授課進度授課日期2015年3月4日（教學章、節(jié)第一章緒論或主題）通過本章的課堂教學，引導學生走進微生物世界，了解微生物是什么？做什么？以及它們與人類的特殊關(guān)系；了解微生物的發(fā)現(xiàn)與微生物學發(fā)展；明確微生物學作為一門獨立學

2、科在生命科學發(fā)展中的重要作用和地位；展望未來，激發(fā)學生的 教學 學習興趣和明確肩負的重任。目標教學 重點重點：微生物的發(fā)現(xiàn)和微生物學的建立與發(fā)展；研究微生物的重要意義教學 難點難點：微生物的類群及特點。教學 方法請選擇你授課時所米用的教學方法（在括號中畫）：講授法，討論法，演示法，案例法，發(fā)現(xiàn)法，探究法， 談話法，實驗法，參觀法，考察法，自學輔導法，練習法（習題或操作課），讀書指導法，聽說法，寫生法，視唱法， 工序法（技能課），實習作業(yè)法，其他教學 手段請選擇你授課時所米用的教學手段（在括號中畫）：實物，多媒體，投影，影像，CAI課件，PPT V，標本，掛圖，模型，其他討 論、 思考 題、 作

3、業(yè)為什么微生物能成為生命科學研究的明星？今臼義獻1沈萍.微生物學（第二版）M.北京：高等教育出版社.2006年2李華鐘，諸葛健.微生物學（第二版）M.北京：科學出版社.2009年.3周德慶.微生物學教程（第三版）M.北京：高等教育出版社.2011年.4黃秀梨，辛明秀.微生物學M.北京：高等教育出版社.2009年.一、什么是微生物微生物：(microorganism , Microbe ) 指一群個體微小、 結(jié)構(gòu)簡單, 用肉眼難以看見或難以看清楚的低等生物的通稱。不是一個分類學上 的名詞。主要包括：原核危生物;細IB球線園,立克次氏體手支原體j衣原體工應(yīng)細圍,珊陶型頡生物Y真核黃生物】結(jié)母函.毒

4、菌j大型直菌：及原生動物*祖生物1L單絹胞盍類,-羋罡胞型盥生牧；病毒*亞病毒(包括類病毒，現(xiàn)病毒，骯病毒；二、人類對微生物世界的認識史(一)一個難以認識的微生物世界微生物是存在與地球上最古老的生 物，但直到大約 300年以前才真正有意識地看到微生物，其原因是由 于個體微小、群體外貌不顯、雜居混生、因果難聯(lián)。(二)微生物學發(fā)展的主要階段(重點)1-史前期和初創(chuàng)期一一微生物的發(fā)現(xiàn)1676年，微生物學的先驅(qū)荷蘭人列文虎克( Antony van leeuwenhoek ) 首次觀察到了細菌。2、奠基期(重點介紹巴斯德、科赫等重要代表人 物的貢獻)；3、發(fā)展期(與生命科學的其他學科一起共同發(fā)展)18

5、97年發(fā)現(xiàn)了酵母菌的無細胞抽提液可將蔗糖轉(zhuǎn)化為酒精，并對葡萄 糖進行酒精發(fā)酵獲得成功。從此微生物進入了生化研究階段，并誕生 了生物化學學科。此后，微生物生理和生物化學兩個學科緊密結(jié)合， 共同發(fā)展。4、成熟期標志：DNA結(jié)構(gòu)的雙螺旋模型建立。微生物成為分子生物學中的重要 研究對象。(1) 20世紀70年代后微生物成為生物工程學科的主角；(2) 廣泛運用分子生物學理論和現(xiàn)代研究方法，深刻揭示微生物的各種生命活動規(guī)律；(3) 以基因工程為主導，把傳統(tǒng)的工業(yè)發(fā)酵提高到發(fā)酵工程水平；(4) 大量理論性、交叉性和應(yīng)用性、實驗性分支學科飛速發(fā)展；(5) 微生物基因組的研究三、研究微生物的重要意義(重點) 微

6、生物無處不在，我們無時不生活在“微生物的海洋”中;（二）微生物在人們的日常生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和醫(yī)藥、環(huán)保等方面有重要的應(yīng)用；微生物也有可能引起毀滅性的災害；（四）、微生物學在生命科學中具有重要地位四、微生物的共同特性（舉例說明）體積小、面積大 代謝旺盛、繁殖快速 適應(yīng)性強，容易變異 分布廣，種類多授課進度第2周，第_2_次課（_2_學時）授課日期2015年3月11日授課題目（教學章、節(jié) 或主題）第二章微生物細胞的結(jié)構(gòu)與功能：A節(jié)原核微生物教學 目標通過本章的教學，使學生掌握各種微生物，包括細菌、古生菌和真核微生物的基 本結(jié)構(gòu)特點和生活特性，了解微生物的多樣性。教學 重點重點：原核微生物細胞壁的多

7、樣性細胞壁、細菌的革蘭氏染色教學 難點難點：細胞壁中肽聚糖的結(jié)構(gòu)與功能教學 方法請選擇你授課時所米用的教學方法（在括號中畫）：講授法，討論法，演示法，案例法，發(fā)現(xiàn)法，探究法， 談話法，實驗法，參觀法，考察法，自學輔導法，練習法（習題或操作課），讀書指導法，聽說法，寫生法，視唱法， 工序法（技能課），實習作業(yè)法，其他教學 手段請選擇你授課時所米用的教學手段（在括號中畫）：實物，多媒體，投影，影像，CAI課件，PPT V，標本，掛圖，模型，其他討 論、 思考 題、 作業(yè)什么是缺壁細菌？今臼義獻1沈萍.微生物學（第二版）M.北京：高等教育出版社.2006年2李華鐘，諸葛健.微生物學（第二版）M.北京

8、：科學出版社.2009年.第一節(jié)原核微生物、細菌的形態(tài)和大小(一般介紹).看鼻功能生長能力一個知典 < 分化(形志和功能的變化)fi號傳號I進化細菌的基本形態(tài)：球形、桿形和螺旋形細菌的特殊形態(tài)：舉例：古細菌的星形、葉形等；細菌的異常形態(tài)介紹外界因素溫度、營養(yǎng)條件和培養(yǎng)時間等對形態(tài)的影響。細菌的大小1、測量細菌大小的單位：微米2、細菌大小的表示方法：3、細菌的大小二、原核微生物細胞壁的多樣性細胞壁(1)革蘭氏陽性細菌的細胞壁特點：厚度大(2080nm);只有一層一一90%太聚糖，10懈壁 酸(2)革蘭氏陰性細菌的細胞壁革蘭氏陰性細菌細胞壁兩層：廣？ -的肽磐赳層fpeptidM&c

9、Mi(不含礴酸)” 聾德 t fpwjdy %41 psI外膜由打membnm j磷脂Jr(3)古生菌的細胞壁(4)缺壁細菌(5)革蘭氏染色的機制 細菌的染色1、細菌染色的概述2、細菌的革蘭氏染色(重點)(1) 革蘭氏染色的過程步膜方法若果超此Sft堿一馱30s索色庭媒財1蹦迎仍為費住仍為黃隹貌告蜉外乙630s保腳惟費去素查復染肥I顯黃色打皂(2) 革蘭氏染色的意義授課進度第2周，第2次課（_2_學時）授課日期2015年3月13日授課題目（教學章、節(jié) 或主題）第二章微生物細胞的結(jié)構(gòu)與功能：A節(jié)原核微生物教學 目標1、解原核微生物的一般結(jié)構(gòu)：細胞壁、細胞膜、細胞核、細胞質(zhì)及其內(nèi)含物， 并掌握其功

10、能；2、掌握原核微生物的特殊結(jié)構(gòu)：莢膜和粘液層、鞭毛和纖毛、芽抱、伴抱晶 體的功能。3、理解并掌握放線菌的形態(tài)、生理、繁殖及菌落特征、放線菌的分類及常用 放線菌；理解藍細菌、螺旋體、立克次氏體、衣原體、支原體以及古生菌的基本 特點。4、補充古細菌的相關(guān)內(nèi)容幫助學生完善知識體系。教學 重點重點：細菌細胞的結(jié)構(gòu)；革蘭氏染色的原理及步驟；教學 難點難點：細菌細胞的特殊結(jié)構(gòu)；革蘭氏染色的原理；質(zhì)粒的結(jié)構(gòu)和功能；芽抱的特 征。教學 方法請選擇你授課時所米用的教學方法（在括號中畫）：講授法，討論法，演示法，案例法，發(fā)現(xiàn)法，探究法， 談話法，實驗法，參觀法，考察法，自學輔導法，練習法（習題或操作課），讀書指

11、導法，聽說法，寫生法，視唱法， 工序法（技能課），實習作業(yè)法，其他教學 手段請選擇你授課時所米用的教學手段（在括號中畫）：實物，多媒體，投影，影像，CAI課件，PPT V，標本，掛圖，模型，其他討 論、 思考 題、 作業(yè)什么是缺壁細菌？今臼義獻1沈萍.微生物學（第二版）M.北京：高等教育出版社.2006年2李華鐘，諸葛健.微生物學（第二版）M.北京：科學出版社.2009年.、細菌細胞的結(jié)構(gòu)細胞膜細胞膜（一般介紹）細胞膜的結(jié)構(gòu)與化學組成原核細胞細胞膜的結(jié)構(gòu)和組成原核細胞膜的功能古生菌的細胞膜（三）細胞質(zhì)及其內(nèi)含物（一般介紹）1、細胞質(zhì)2、核糖體3、貯藏性顆粒：異染粒、聚3-羥丁酸、肝糖粒、淀粉粒

12、、脂肪粒、硫粒和液泡4、氣泡核區(qū)（一般介紹）、細菌細胞的特殊構(gòu)造和首募電為造的蝶式由細菌細胞內(nèi)的特殊構(gòu)造-芽胞（重點和難點）（1）芽抱的形態(tài)、大小和著生位置（2）能形成芽抱的細菌種類（3）芽抱的組成和結(jié)構(gòu)(4)芽抱的形成過程(5)芽抱的特性(6)芽抱抗熱機制(7)芽抱的本質(zhì)(8)研究芽抱的意義(9)伴抱晶體授課進度第3周，第£_次課（_2_學時）授課日期2015年3月18日授課題目（教學章、節(jié) 或主題）第二章微生物細胞的結(jié)構(gòu)與功能：第二節(jié)真核微生物教學 目標1、掌握真核微生物的細胞壁、鞭毛等結(jié)構(gòu)的特征及功能。2、了解酵母菌、霉菌; 蕈菌等真菌類群的聯(lián)系與區(qū)別，熟悉真菌及真菌細胞 的一

13、般構(gòu)造及特征；3、掌握真菌的無性及后性繁殖的主要方式、繁殖過程及特點，了解真菌繁殖 方式及其繁殖方式與生活環(huán)境、生活習性的關(guān)系，理解真菌在自然界中的價值及 分類地位；教學 重點重點：酵母菌細胞的形態(tài)和構(gòu)造、繁殖方式；霉菌的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、菌絲的類型及 菌絲的特殊形態(tài)、繁殖和池子類型。教學 難點難點：酵母菌繁殖方式、生活史；霉菌菌絲的類型及菌絲的特殊形態(tài)、繁殖和抱 子類型。教學 方法請選擇你授課時所米用的教學方法（在括號中畫）：講授法，討論法，演示法，案例法，發(fā)現(xiàn)法，探究法， 談話法，實驗法，參觀法，考察法，自學輔導法，練習法（習題或操作課），讀書指導法，聽說法，寫生法，視唱法， 工序法（技能課），

14、實習作業(yè)法，其他教學 手段請選擇你授課時所米用的教學手段（在括號中畫）：實物，多媒體，投影，影像，CAI課件，PPT V，標本，掛圖，模型，其他討 論、 思考 題、 作業(yè)真核微生物鞭毛的結(jié)構(gòu)特點。比較原核微生物和真核微生物的區(qū)別。今臼義獻1沈萍.微生物學（第二版）M.北京：高等教育出版社.2006年2李華鐘，諸葛健.微生物學（第二版）M.北京：科學出版社.2009年.第二節(jié)真核微生物細胞的結(jié)構(gòu)和功能真核生物：細胞核具有核膜，能進行有絲分裂，細胞質(zhì)中存在細胞器生 物。一 細胞壁真菌的細胞壁(1)酵母菌的細胞壁外層：甘露聚糖。約占30%以a -糖昔鍵聯(lián)結(jié)(并非所有酵母菌都 有)網(wǎng)狀。去除，細胞可維

15、持正常。中層：蛋白質(zhì)含6- 8%,為酶類起催化作用。內(nèi)層：葡聚糖 約占30-40%,由D-葡萄糖以3 -糖昔鍵聯(lián)結(jié)。賦予 機械強度。(2)絲狀真菌的細胞壁無定形的葡聚糖：3 ( 1-3)、3 (1-6)組成粗糙網(wǎng)：糖蛋白組成蛋白質(zhì)層幾丁質(zhì)微纖維絲：最內(nèi)層，放射排列 二鞭毛與纖毛三細胞質(zhì)膜四細胞核五細胞質(zhì)和細胞器第三節(jié)真核生物和原核生物的比較1 .總體比較細跑大小較大(> Juirik )較小1 V<2um有金楚成分好然森、幾丁國步為骯雌斑細曝中窗1G有無（支原體制外）a3皿出是由無有境融搏n無鞭毛特構(gòu)如有，粕.9中理忸有，曲，葡單箱至運動方式揮鞭式旋轉(zhuǎn)馬達式遺傳重魴我育性或速港慳3

16、1輔化.轉(zhuǎn)異.檀含篇殖方式育慢，無慢等藥種一循無佳（二分壑）2 .細胞質(zhì)比較:曬體刊無海菌體有無葉母體光合自養(yǎng)生搦有無真漕泡有些有無80S70S同興無部分有端也住有無高爾基體有無3 .細胞核比較M有無DNAftS債15%)高(10%)fflSQ有少或無有無染色體裁HK>1有空分翦有無減效療整n無4 .生理性比較:氧化磷酸化部位線粒體光合作用部位(HiW細萌1生物國航能力無有些自銅生/組生活罕班常見化能合成作用無有些有授課進度第4周，第_5_次課（_2_學時）授課日期2015年3月25日授課題目（教學章、節(jié) 或主題）第三章 微生物的營養(yǎng)：第一節(jié) 微生物的營養(yǎng)要求教學 目標了解微生物生長繁殖

17、的規(guī)律，掌握微生物生長的測定方法，及各種物理、化 學因素對微生物生長的影響。1、了解微生物的化學組成；2、了解微生物所需的各營養(yǎng)物質(zhì)及其生理功能；3、掌握微生物的營養(yǎng)類型。教學 重點細菌的營養(yǎng)要求；微生物的營養(yǎng)類型教學 難點選用和設(shè)計培養(yǎng)基原則教學 方法請選擇你授課時所米用的教學方法（在括號中畫）：講授法，討論法，演示法，案例法，發(fā)現(xiàn)法，探究法， 談話法，實驗法，參觀法，考察法，自學輔導法，練習法（習題或操作課），讀書指導法，聽說法，寫生法，視唱法， 工序法（技能課），實習作業(yè)法，其他教學 手段請選擇你授課時所米用的教學手段（在括號中畫）：實物，多媒體，投影，影像，CAI課件，PPT V，標本

18、，掛圖，模型，其他討 論、 思考 題、 作業(yè)今臼微生物學教程周德慶高等教育出版社 2011年4月義獻Madigan M T et al.Brock' s Biology of Microorganism.10/e.Prentice Hall.2003概述：（ppt圖片演示多種類型培養(yǎng)基及對應(yīng)的微生物，引發(fā)學生 對于微生物營養(yǎng)物質(zhì)的興趣。） 營養(yǎng)物質(zhì)：那些能夠滿足微生物機體生長、繁殖和完成各種生理活 動所需的物質(zhì)微生物營養(yǎng)主要闡明營養(yǎng)物質(zhì)在生命活動中的生理功能及微生物細胞從外界環(huán)境攝取營養(yǎng)物的具體機制。微生物的營養(yǎng)物（Nutrient）的功能：供物：提供置換與增生細胞的結(jié)構(gòu)物質(zhì)；供能：供

19、應(yīng)生命活動的能量；調(diào)節(jié)：提供各種代謝調(diào)節(jié)物；確保良好的生理環(huán)境等。研究微生物營養(yǎng)的重要性研究的基礎(chǔ)：是開發(fā)和研究微生物的基礎(chǔ)；設(shè)計的依據(jù)：篩選微生物的理論依據(jù)；實踐的必須：為生產(chǎn)實踐提供經(jīng)濟、節(jié)約和高效益的應(yīng)用培養(yǎng)基。 第一節(jié)微生物的營養(yǎng)要求一 微生物細胞的化學組成主要元素：C、H、O、N、S P （97%）1 .化學元素-L 微量元素：Zn、Mn、Na、Cl、Co、Cu化學元素比例因菌種、培養(yǎng)條件等有所不同， 如：幼齡菌含N高,硫細菌較多S,鐵細菌較多Fe,等。2 .化學成分及其分析化學元素組成：有機物、無機物和水（70%90%）有機物分析：1）化學法直接抽提，定性定量分析；2）破碎細胞得亞

20、顯微結(jié)構(gòu)，再分析。3 .無機物分析無機物指與有機物結(jié)合或單獨存在的無機鹽等物質(zhì)；分析：干細胞高溫爐（550 C）焚燒得到的灰分，分析其中各種 無機元素含量。水分：細胞表面水分吸干后的重量為濕重；采用低溫真空干燥、 紅外快速烘干方法烘干至恒重為干重。二營養(yǎng)物質(zhì)及其生理功能1. 碳源（ source of carbon ）碳源（carbon source）凡是提供微生物營養(yǎng)所需的碳元素（碳架）的營養(yǎng)源。碳源物質(zhì)的功能：A.構(gòu)成細胞物質(zhì)；B.為機體提供整個生理活 動所需要的能量（異養(yǎng)微生物）；微生物利用碳源的特點異養(yǎng)微生物：必須利用有機碳源的微生物；自養(yǎng)微生物：凡以無機碳源作主要碳源的微生物。2.

21、氮源(Source of nitrogen)氮源(Source of nitrogen ):為微生物生長繁殖等提供所需氮元 素的營養(yǎng)物，是構(gòu)成蛋白質(zhì)與核酸的主要元素。氮源物質(zhì)的主要作用：合成細胞物質(zhì)中含氮物質(zhì)；少數(shù)自養(yǎng)細菌 能利用錢鹽、硝酸鹽作為機體生長的氮源與能源，某些厭氧細菌在 厭氧與糖類物質(zhì)缺乏的條件下，也可以利用氨基酸作為能源物質(zhì)。? 實驗室常用的氮源：碳酸俊、硝酸鹽、硫酸錢、尿素、蛋白月東、牛肉膏、酵母膏等。? 生產(chǎn)上常用的氮源：硝酸鹽、俊鹽、尿素、氨以及蛋白含量 較高的魚粉、蠶蛹粉、黃豆餅粉、花生餅份、玉米漿等。3 .無機鹽 (inorganic salt)4 .生長因子(grow

22、th factor )生長因子：指那些微生物生長所必須而且需要量很少，自身 不能合成或合成量不能滿足機體生長需要的有機化合物。分類：維生素、氨基酸、喋吟和喀咤；維生素輔酶 ；缺乏合成某種 aa能力補充 aa。如：腸膜明串珠菌需17種aa ;喋吟和喀咤一一輔酶及合成核昔等。5 .水微生物的營養(yǎng)類型(nutritional types)根據(jù)生長所需要的營養(yǎng)物質(zhì)的性質(zhì)，可將生物分成兩類：異養(yǎng)型生物：在生長時需要以復雜的有機物質(zhì)作為營養(yǎng)物質(zhì) 自養(yǎng)型生物：在生長時能以簡單的無機物質(zhì)作為營養(yǎng)物質(zhì) 大多數(shù)微生物屬于異養(yǎng)型生物，少數(shù)微生物屬于自養(yǎng)型生物。根據(jù)生長時能量的來源不同，又可將生物分成兩種類型化能營養(yǎng)

23、型生物：依靠化合物氧化釋放的能量進行生長光能營養(yǎng)型生物：依靠光能進行生長劃分依據(jù)營養(yǎng)類型特點碳源自養(yǎng)型以CO?為唯一或主要碳源異界型有機物能源光能營養(yǎng)型光為能源巾,子供體化能營養(yǎng)型有機物氧化的化學能無機營養(yǎng)型還原無機物為電子供體有機營養(yǎng)型有機物為電子供體授課進度第4周，第_6_次課（_2_學時）授課日期2015年3月27日授課題目（教學章、節(jié) 或主題）第三章 微生物的營養(yǎng)：第一節(jié) 培養(yǎng)基；第二節(jié) 營養(yǎng)物質(zhì)進入細胞；教學 目標了解配制培養(yǎng)基的原則；掌握培養(yǎng)基的類型及其應(yīng)用。掌握微生物吸收的四種方式：簡單擴散、促進擴散、主動運輸、膜泡運輸。教學 重點細菌的營養(yǎng)要求；微生物的營養(yǎng)類型教學 難點選擇培

24、養(yǎng)基，富集培養(yǎng)基和鑒別培養(yǎng)基的區(qū)別教學 方法請選擇你授課時所米用的教學方法（在括號中畫）：講授法，討論法，演示法，案例法，發(fā)現(xiàn)法，探究法， 談話法，實驗法，參觀法，考察法，自學輔導法，練習法（習題或操作課），讀書指導法，聽說法，寫生法，視唱法， 工序法（技能課），實習作業(yè)法，其他教學 手段請選擇你授課時所米用的教學手段（在括號中畫）：實物，多媒體，投影，影像，CAI課件，PPT V，標本，掛圖，模型，其他討 論、 思考 題、 作業(yè)今臼微生物學教程周德慶高等教育出版社 2011年4月義獻Madigan M T et al.Brock' s Biologyoorganism.10/e.Pr

25、entice Hall.2003.第二節(jié)培養(yǎng)基( culture medium )如：自養(yǎng)、異養(yǎng)細 菌一般用牛肉膏、蛋 白月東培養(yǎng)基；放線菌 高氏1號合成培養(yǎng) 基；酵母菌麥芽汁培 養(yǎng)基；霉菌用查氏一 號培養(yǎng)基；一、選用和設(shè)計培養(yǎng)基的原則和方法1 .選擇適宜的營養(yǎng)物質(zhì)。首先考慮不同微生物營養(yǎng)需要。2 .營養(yǎng)物質(zhì)濃度及配比合適：1)培養(yǎng)基的碳氮比(C/N)2)微生物的最低水活度aw3)滲透壓與等滲培養(yǎng)液3 .控制pH條件:培養(yǎng)基的pH必須控制在一定的范圍內(nèi)，以滿足不 同類型微生物的生長繁殖或產(chǎn)生代謝產(chǎn)物。4 .控制氧化還原電位()5 .原料來源的選擇6 .滅菌處理二、培養(yǎng)基的類型及應(yīng)用培養(yǎng)基的名目

26、繁多，種類各異。可按對培養(yǎng)基成分的了解程度、使用的功能、培養(yǎng)的對象及培養(yǎng) 基的外觀物理狀態(tài)等分為若干類。1 .按成分劃分天然培養(yǎng)基 (complex medium)LB和麥芽汁培養(yǎng)基等，成本低，實驗室和工業(yè)使用廣合成培養(yǎng)基(synthetic medium )化學成分了解，如：高氏I號和查氏培養(yǎng)基，重復性好、成本高、 微生物在上面生長較慢，適于實驗室進行營養(yǎng)需要、代謝、分類、 菌種選育、遺傳分析等2 .以培養(yǎng)基的物理狀態(tài)分固體培養(yǎng)基：在液體培養(yǎng)基中加入凝固劑，制備而成；半固體培養(yǎng)基：在液中加入少量凝固劑而制備成呈半固體培養(yǎng)基。0.20.7%瓊脂含量液體培養(yǎng)基：不含凝固劑，以水質(zhì)為主體的、組分均

27、勻、用途廣泛的一類培養(yǎng)基。3 .按用途劃分11) 基礎(chǔ)培養(yǎng)基( minimum medium)大多數(shù)微生物基本營養(yǎng)要求差不多?；A(chǔ)培養(yǎng)基含一般微生物生長時所需的基本營養(yǎng)物質(zhì)。牛肉膏蛋白陳培養(yǎng)基是最常用的。(2)力口富培養(yǎng)基(enrichment medium)在基礎(chǔ)培養(yǎng)基添加特殊營養(yǎng)物質(zhì)，如：血清、動植物組織 液、酵母浸膏等。用于培養(yǎng)苛刻的異養(yǎng)微生物及富集分離某種微生物。(3)鑒別培養(yǎng)基(differential medium)加某種化學物質(zhì)，發(fā)生特殊化學反應(yīng)，產(chǎn)生特征變化；如：明膠培 養(yǎng)基鑒別是否產(chǎn)蛋白酶；伊紅美藍培養(yǎng)基用于鑒別水中大腸菌群等 與加富培養(yǎng)基區(qū)別：Figure 7.4I *r

28、f e & * 7 > J EaKEIdii : ：JiiIai !|；,ill / m- ilk - i nil isrtli-1 li)1加富培養(yǎng)基增加所要分離的微生物量，成為優(yōu)勢菌;選擇培養(yǎng)基抑制不需要的微生物，使所需要的為優(yōu)勢菌。第三節(jié)營養(yǎng)物質(zhì)進入細胞、擴散(diffusion)、促進擴散(facilitated diffusion)、主動運輸(active transport) 四、膜泡運輸(memberane vesicle transport)ch«T nujor rpei- of In pia«Tr 訐eimpilfli =* wim»

29、; m ji gnJwitJi 而a h 曲 lim/hhmi0n cwidt dtt -.dl w i ii -* 門TEHMMWI I E irk 曲r 1d T iiiuineijL> iijuJIi JiAlk- iMil l|kr rdl KrilhniJI m hing; e t3priP<i riiK-m Ilk dhr ofl iiniYdiypicV up 的 |MMi li in , hhh qb AidJUcMlb Jfie IKK JifipmimiiT h 不枷儲L lHA.Ug .小小 of ipjriMHi <d-Eurh Mln crl thI

30、kC b* rBjhTKIIE Thu IL'I “q詠州出g嗜授課進度第5周，第1次課（_2_學時）授課日期2015年4月1日授課題目（教學章、節(jié) 或主題）第四章 微生物的代謝：第一節(jié) 微生物產(chǎn)能代謝；第二節(jié)耗能代謝教學 目標掌握微生物代謝的特點、微生物發(fā)酵的概念及其主要類型；有氧呼吸和無氧 呼吸的概念、特點和主要類型，生物固氮作用、細菌的光能自養(yǎng)作用和化能自養(yǎng) 作用。教學 重點生物氧化、氧化磷酸化的概念、作用、類型及區(qū)別，微生物的不向呼吸類型，次 級代謝產(chǎn)物概念及生產(chǎn)途徑，發(fā)酵類型、一般工藝及條件的控制；教學 難點發(fā)酵類型及工藝條件控制的基本方法。教學 方法請選擇你授課時所米用的教

31、學方法（在括號中畫）：講授法，討論法，演示法，案例法，發(fā)現(xiàn)法，探究法， 談話法，實驗法，參觀法，考察法，自學輔導法，練習法（習題或操作課），讀書指導法，聽說法，寫生法，視唱法， 工序法（技能課），實習作業(yè)法，其他教學 手段請選擇你授課時所米用的教學手段（在括號中畫）：實物，多媒體，投影，影像，CAI課件，PPT V，標本，掛圖，模型，其他討 論、 思考 題、 作業(yè)今臼義獻微生物學教程周德慶高等教育出版社2011年4月Madigan M T et al.Brock' s Biology of Microorganism.10/e.Prentice Hall.2003新陳代謝簡稱代謝，泛指

32、發(fā)生在活細胞中的各種分解代謝和合 成代謝的總和。分解代謝：異化作用，是指細胞將大分子物質(zhì)降解成小分子物 質(zhì)，并在這個過程中產(chǎn)生能量的過程。合成代謝：同化作用，是指細胞利用簡單的小分子物質(zhì)合成復 雜的大分子，并在此過程中消耗能量的過程。在微生物細胞中，分解代謝與合成代謝是同時存在并偶聯(lián)進行 的。兩者的關(guān)系是：分解代謝為合成代謝提供了原料和能量，合成 代謝又為分解代謝提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。第一節(jié) 微生物的能量代謝嚴格地說，能量代謝應(yīng)包括產(chǎn)能代謝和耗能代謝，但由于微生 物與其他生物能量代謝的主要差別具體表現(xiàn)在其多種多樣的產(chǎn)能代 謝上。故這里的代謝專指微生物的產(chǎn)能代謝。與其他生物一樣，微生物能量代謝活動中所

33、涉及的主要是ATP形式的化學能。微生物的能量代謝方式多種多樣。占微生物絕大多 數(shù)的化能異養(yǎng)微生物利用有機物降解或無機物氧化中釋放出的能 量，通過氧化磷酸化和底物磷酸化合成ATR為數(shù)不多的光能微生物利用光能通過光合磷酸化合成ATP。其基本的生化反應(yīng)就是生物氧化。生物氧化：就是發(fā)生在活細胞內(nèi)的一系列產(chǎn)能性氧化反應(yīng)的總 稱。實際上是物質(zhì)在生物體內(nèi)經(jīng)過一系列邊連續(xù)的氧化還原反應(yīng)， 逐步分解發(fā)并釋放能量的過程。在生物氧化過程中釋放的能量可被微生物直接利用，也可通過 能量轉(zhuǎn)換儲存在高能化合物(ATP)中，以便逐步被利用，還有部分 能量以熱的形式被釋放到環(huán)境中。一、化能異養(yǎng)微生物的生物氧化與產(chǎn)能化能異養(yǎng)微生

34、物的生物氧化依據(jù)氧化還原反應(yīng)中電子受體的不 同可分成發(fā)酵和呼吸兩種類型，其中呼吸又可分為有氧呼吸和無氧 呼吸。1 .發(fā)酵發(fā)酵是指微生物細胞將有機物氧化釋放的電子直接交給底物本 身未完全氧化的某種中間產(chǎn)物，同時釋放能量并產(chǎn)生各種不同的代 謝產(chǎn)物過程，即微生物細胞以有機物為最終電子受體的生物氧化過 程。在發(fā)酵條件下有機化合物只是部分地被氧化，因此，只釋放出 一小部分能量。發(fā)酵過程的氧化是與有機物的還原偶聯(lián)在一起的。 被還原的有機物來自于初始發(fā)酵的分解代謝，即不需要外界提供電 子受體。(1)發(fā)酵的種類：可發(fā)酵的底物有糖類、有機酸、氨基酸等， 其中以微生物發(fā)酵葡萄糖最為重要。(2)發(fā)酵的途徑：葡萄糖被

35、降解成丙酮酸的過程稱糖酵解，其途徑為：EMP途徑：（糖酵解途徑或已糖二磷酸途徑）是絕大多數(shù)微生 物所共有的一條主流代謝途徑。它以一分子的葡萄糖為底物，約經(jīng) 10步反應(yīng)而產(chǎn)生2分子的丙酮酸、2分子NADH+H+和2分子的ATP。EMP途徑的總反應(yīng)式是：QHi2O6+2NAD+2ADP+2Pi-2CH3COCOOH+2NADH+2H+2ATP+2HoHMP途徑：（已糖一磷酸途徑，已糖 一磷酸支路，戊糖磷酸途 徑，磷酸葡萄糖酸途徑或 WD途彳5）大多數(shù)好氧兼性厭氧微生物中 都有HMP途徑,而且在同一微生物中往往同時存在EMP和HMP途徑，單獨具有EMP或HMP途徑的微生物較少見。HMP途徑的總反應(yīng)式

36、是：6 葡糖-6-磷酸+12NADP+6H2O - 5 葡糖-6-磷酸 +12NADPH+12H+6CO2+PiED途徑：又稱2-酮-3-脫氧-6-磷酸葡糖酸（KDPG）裂解途徑。 在革蘭氏陰性菌中分布較廣。ED途徑的總反應(yīng)式是：C6H12O6+ADP+Pi+NADP+NAD+-2CH3COCOOH+ATP+NADPH+HNADH+H+HK（PK途徑：磷酸解酮酶途徑總反應(yīng)式是：C6H12O6+ADP+Pi+NAD+.CH3CHOHCOOH+CHCH2OH+CC2+ATP+NADH+H+（3）發(fā)酵的類型乙醇發(fā)酵：進行乙醇發(fā)酵的微生物主要是酵母菌（啤酒酵母），此外還有少數(shù)細菌（歐文氏菌屬）。微生物

37、在厭氧條件下通過糖酵解作用使一個葡萄糖分解生成 二個丙酮酸，同時產(chǎn)生可供機體生長的能量。乳酸發(fā)酵：乳酸細菌能發(fā)酵葡萄糖（分解葡萄糖產(chǎn)生丙酮酸還原成乳酸） 產(chǎn)生乳酸，其中大多數(shù)屬于乳桿菌。根據(jù)產(chǎn)物的不同，可分成兩種 類型：同型乳酸發(fā)酵：在糖的發(fā)酵中,產(chǎn)物只有乳酸的發(fā)酵。由葡萄 糖經(jīng)EMP途徑生成丙酮酸，直接作為氫受體被NADH+H+還原而全部生成乳酸的一種發(fā)酵。進行乳酸發(fā)酵的有乳酸乳球菌、植物乳桿 菌等。異型乳酸發(fā)酵：在發(fā)酵終產(chǎn)物中除了乳酸外還有一些乙醇（或 乙酸）等產(chǎn)物的發(fā)酵。這種發(fā)酵是以HMP（或PK港徑為基礎(chǔ)的。如腸膜狀明串珠菌、短乳桿菌等?；旌纤岚l(fā)酵：某些腸桿菌如埃希氏菌屬、沙門氏菌屬和

38、志賀氏菌屬中的一些 菌，能夠利用葡萄糖進行混合酸發(fā)酵。先通過 EMP途徑將葡萄糖分解為丙酮酸，然后由不同的酶系將丙酮酸轉(zhuǎn)化成不同的產(chǎn)物，如 乳酸、乙酸、甲酸、乙醇、CQ和氫氣，還有一部分磷酸烯醇式丙酮酸用于生成琥珀酸；而腸桿菌、歐文氏菌屬中的一些細菌，能將 丙酮酸轉(zhuǎn)變成乙酰乳酸，乙酰乳酸經(jīng)一系列反應(yīng)生成丁二醇。由于 這類腸道菌還具有丙酮酸-甲酸裂解酶，乳酸脫氫酶等，所以其終產(chǎn) 物還有甲酸、乳酸、乙醇等。2.呼吸微生物以分子氧或無機物為最終電子受體的生物氧化過程。分有氧呼吸、無氧呼吸。呼吸的一個重要特征是基質(zhì)上脫下的氫要通過電子傳遞鏈進行傳遞，最終交給電子受體，并且電子在傳遞過程中伴隨ATP的生

39、成。這種產(chǎn)生ATP的方式稱氧化磷酸化。呼吸作用與發(fā)酵作用的根本區(qū)別在于：電子載體不是將電子直接傳遞給底物降解的中間產(chǎn)物，而是交給電子傳遞系統(tǒng)，逐步釋放 出能量后再交給最終的電子受體。有氧呼吸：是一種最普遍又最重要的生物氧化或產(chǎn)能方式，其特點是底物按常規(guī)方式脫氫后，脫下的氫（常以還原力H形式存在）經(jīng)完整的 呼吸鏈（電子呼吸鏈）傳遞，最終被外源分子氧接受，產(chǎn)生了水并 釋放出ATP形式的能量。這是一種脫氫和受氫都必須在有氧條件下 完成的生物氧化作用，是一種高效產(chǎn)能方式。微生物在有氧條件下，可將 1分子的葡萄糖徹底氧化成 H2O、CO2,并可產(chǎn)生38個ATR呼吸鏈是指位于原核生物細胞膜上或真核生物線粒

40、體膜上的， 由一系列氧化還原勢呈梯度差的、鏈狀排列的氫（或電子）傳遞體。2H +有氧呼吸過程：H2O有氧呼吸的總反應(yīng)式：QH12O6+6O2 - 6CO2+6H2O+38ATP有氧呼吸的特點：產(chǎn)生的能量借助于氧化磷酸化過程產(chǎn)生將復雜基質(zhì)氧化成很徹底的產(chǎn)物H2O和CO2能量多，全釋放出來，是逐步釋放的過程，并逐漸貯存在有氧條件下進行無氧呼吸：又稱厭氧呼吸，指在厭氧條件下，厭氧或兼性厭氧微生物以外 源無機氧化物（NO。NO5、SQ2-、CQ、Fe3+等）或有機氧化物（延 胡索酸等，但很罕見）作為末端氫（電子）受體時發(fā)生的一類產(chǎn)能 效率低的特殊呼吸。進行厭氧呼吸的微生物極大多數(shù)是細菌。根據(jù)用作末端氫

41、（電子）受體的化合物種類不同而區(qū)分為多種 類型的無氧呼吸。無氧呼吸的特點：借氧化磷酸化產(chǎn)生能量不需分子氧，但底物分解較徹底產(chǎn)能比有氧呼吸少 氫和電子的傳遞需中間遞氫體，需細胞色素，最終受氫體是無機物中的氧分子外呼吸，無機物必須通過還原酶作用將H和電子激活O2形成水二、光能微生物的能量代謝根據(jù)光合作用中是否有氧氣產(chǎn)生，可分成產(chǎn)氧、不產(chǎn)氧光合細菌兩大類：1 .產(chǎn)氧光合細菌：是依賴葉綠素進行光合作用的微生物，包括藍細菌和單細胞藻類。 藍細菌含有葉綠素 a、光反應(yīng)系統(tǒng)I和光反應(yīng)系 統(tǒng)n,它們的光合作用具有綠色植物的特征。以水作供氫體，通過 水的光解，進行放氧型（植物型）光合作用。2 .不產(chǎn)氧光合細菌：

42、是依賴細菌菌綠素進行光合作用的微生物， 這類微生物稱光合細菌。光合細菌不含葉綠素，只有光反應(yīng)系統(tǒng)I, 沒有光反應(yīng)系統(tǒng)H,因而不能以水為供氫體，而是以H2S、H 或丁酸、乳酸、琥珀蘋果酸等有機化合物為還原CO2的氫供體，所進行的光合作用為非放氧型的光合作用。細菌菌綠素有a、b、c、d、e五種。三、化能自養(yǎng)微生物的生物氧化與產(chǎn)能化能自養(yǎng)微生物從氧化無機物中獲得能量，同化合成細胞物質(zhì)，并在無機能源氧化中通過氧化磷酸化產(chǎn)生ATP。化能自養(yǎng)菌一般都是好氧菌。1 .氨的氧化硝化細菌可以氧化 NH3、NO2-o亞硝化細菌：將氨氧化為亞硝酸硝化細菌I硝化細菌：將亞硝酸氧化為硝酸2 .硫的氧化硫桿菌能夠利用一種

43、或多種還原態(tài)或部分還原態(tài)的硫化合物 （包括硫化物H2S、元素硫S0、硫代硫酸鹽S2O32-、多硫酸鹽和亞硫 酸鹽等）作為能源，最終形成硫酸。3 .鐵的氧化：從亞鐵到高鐵狀態(tài)的鐵的氧化，對于少數(shù)細菌來說也是一種產(chǎn)能反應(yīng)，但從這種氧化中只有量的能量可以被利用。4 .氫的氧化：第二節(jié)微生物特有的合成代謝途徑a）固氮作用（生物固氮）生物固氮 是指大氣中的分子氮通過微生物固氮酶的催化而還原 成氨的過程，生物界中只有原核生物才具有固氮能力。生物固氮反 應(yīng)是一種極其溫和的生化反應(yīng)，它比人類發(fā)明的化學固氮有著無比 優(yōu)越性，因為化學固氮需要特殊的催化劑，并須在高溫（300C）、高壓（300個大氣壓）下進行。如果

44、把光合作用看作是地球上最 重要的生物化學反應(yīng)，則生物固氮便是僅次于光合作用的生物化學 反應(yīng)，因為它為整個生物圈中的一切生物的生存和繁榮發(fā)展提供了 不可或缺和可持續(xù)供應(yīng)的還原態(tài)氮化物的源泉。1.固氮微生物：根據(jù)固氮微生物與高等植物以及其他生物的關(guān) 系，分三類：（1）自生固氮菌：指一類不依賴與它種生物共生而能獨立進行 固氮的微生物。好氧：以固氮菌屬較為重要， 固氮能力 較強。T自生固氮菌 L兼性厭氧：紅螺菌屬厭氧：以巴氏固氮梭菌較為重要， 但固 氮能力較弱。（2）共生固氮菌：指必須與它種生物共生在一起時才能進行固 氮的微生物。共生固氮菌中最為人們所熟知的是根瘤菌，它與其所共生的豆科植物有嚴格的種屬

45、特異性。（3）聯(lián)合固氮菌：指必須生活在植物根際、葉面或動物腸道等處才能進行固氮的微生物。聯(lián)合固氮菌有雀稗固氮菌、產(chǎn)脂固氮螺菌等，它們在某些 作物的根系粘質(zhì)鞘內(nèi)生長發(fā)育，并把所固定的氮供給植物， 但并不形成類似根瘤的共生結(jié)構(gòu)。2.固氮機制：微生物之所以能在常溫常壓下固氮，關(guān)鍵是靠固氮酶的催化作 用。固氮酶的結(jié)構(gòu)比較復雜，由鐵蛋白（固二氮還原酶，組分n） 和鋁鐵蛋白（固二氮酶，組分I）兩個組分組成。固氮作用是一個 耗能反應(yīng)，固氮反應(yīng)必須在有固氮酶和ATP的參與下才能進行。每固定1mol氮大約需要21molATP,這些能量來自于氧化磷酸化或光 合磷酸化。在體內(nèi)進行固氮時，還需要一些特殊的電子傳遞體，

46、其 中主要的是鐵氧還蛋白和含有FMN作為輔基的黃素氧還蛋白。鐵氧還蛋白和黃素氧還蛋白的電子供體來自NADPH,受體是固氮酶。授課進度第6周，第 且次課（_2_學時）授課日期2015年4月8日授課題目（教學章、節(jié) 或主題）第四章微生物的代謝：第三節(jié)微生物代謝的調(diào)節(jié)；第四節(jié)微生物次級代謝 與次級代謝產(chǎn)物教學 目標掌握微生物代謝的特點、微生物發(fā)酵的概念及其主要類型；有氧呼吸和無氧 呼吸的概念、特點和主要類型，生物固氮作用、細菌的光能自養(yǎng)作用和化能自養(yǎng) 作用。教學 重點生物氧化、氧化磷酸化的概念、作用、類型及區(qū)別，微生物的不向呼吸類型，次 級代謝產(chǎn)物概念及生產(chǎn)途徑，發(fā)酵類型、一般工藝及條件的控制；教學

47、 難點發(fā)酵類型及工藝條件控制的基本方法。教學 方法請選擇你授課時所米用的教學方法（在括號中畫）：講授法，討論法，演示法，案例法，發(fā)現(xiàn)法，探究法， 談話法，實驗法，參觀法，考察法，自學輔導法，練習法（習題或操作課），讀書指導法，聽說法，寫生法，視唱法， 工序法（技能課），實習作業(yè)法，其他教學 手段請選擇你授課時所米用的教學手段（在括號中畫）：實物，多媒體，投影，影像，CAI課件，PPT V，標本，掛圖，模型，其他討 論、 思考 題、 作業(yè)微生物學教程周德慶高等教育出版社 2011年4月今臼義獻Madigan M T et al.Brock' s Biology of Microorgan

48、ism.10/e.Prentk2003.第三節(jié)微生物代謝的調(diào)節(jié)a）酶合成的調(diào)節(jié)b） 酶活力的調(diào)節(jié)第四節(jié) 微生物的次級代謝及代謝產(chǎn)物一、次級代謝及代謝產(chǎn)物初級代謝：一般將微生物從外界吸收各種營養(yǎng)物質(zhì)，通過分解 代謝和合成代謝，生成維持生命活動的物質(zhì)和能量的過程。次級代謝：是相對于初級代謝而言。是指微生物在一定的生長 時期，以初級代謝產(chǎn)物為前體，合成一些對微生物的生命活動無明 確功能的物質(zhì)的過程。次級代謝產(chǎn)物：指某些微生物生長到穩(wěn)定期前后，以結(jié)構(gòu)簡單、代謝途徑明確、產(chǎn)量較大的初生代謝物為前體，通過復雜的次生代 謝途徑所合成的各種結(jié)構(gòu)復雜的化學物。有人把超出生理需求的過量的初級代謝產(chǎn)物也看作是次級代

49、謝產(chǎn)物。與初生代謝物不同的是，次生代謝物往往具有分子結(jié)構(gòu)復雜、 代謝途徑獨特、在生長后期合成、產(chǎn)量較低、生理功能不很明確（尤 其是抗生素）以及其合成一般受質(zhì)粒控制等特點。一般地說，形態(tài) 結(jié)構(gòu)和生活史越復雜的微生物（如放線菌和絲狀真菌），其次生代謝物的種類也就越多。根據(jù)其作用，可將次級代謝物人分為抗生素、激素、生物堿、 毒素及維生素等。一、次級代謝的調(diào)節(jié)1 .初級代謝對次級代謝的調(diào)節(jié)次級代謝與初級代謝相似，在調(diào)節(jié)過程中也有酶活性的激活和 抑制以及酶合成的誘導和阻遏。 由于次級代謝一般以初級代謝為前 體，因此次級代謝必然會受到初級代謝的調(diào)節(jié)。2 .碳、氮代謝物的調(diào)節(jié)作用次級代謝產(chǎn)物一般在菌體對數(shù)生

50、長后期或穩(wěn)定期合成，這是因為在菌體生長階段， 被快速利用的碳源的分解物阻遏了次級代謝酶 合成。因此，只有在對數(shù)后期或穩(wěn)定期，這類碳源被消耗完之后， 解除了阻遏作用，次級代謝產(chǎn)物才能得以合成。3 .誘導作用及產(chǎn)物的反饋抑制在次級代謝中也存在著誘導作用，如巴比妥雖不是利福霉素的前體，也不摻入利福霉素，但能促進將利福霉素SV轉(zhuǎn)化成利福霉素B的能力。同時，次級代謝產(chǎn)物的過量積累也能像初級代謝那樣， 反饋抑制其合成酶系。培養(yǎng)基中的磷酸鹽、溶解氧、金屬離子及細胞膜透性也會對次 級代謝產(chǎn)生或多或少的影響。授課進度第6周，第 工次課（_2_學時）授課日期2015年4月10日授課題目（教學章、節(jié) 或主題）第五章

51、 微生物的生長繁殖及其控制： A節(jié)細菌的個體生長；第二節(jié) 細菌的群體生長繁殖；教學 目標了解微生物生長繁殖的規(guī)律，掌握微生物生長的測定方法，及各種物理、化 學因素對微生物生長的影響。理解并掌握微生物常見分離及培養(yǎng)方法。教學 重點單細胞微生物數(shù)量的測定方法，細菌生長曲線及各時期特點；微生物分離、純 化方法；連續(xù)培養(yǎng)及分批培養(yǎng)的概念、工藝特點及應(yīng)用；教學 難點微生物分離、純化方法，連續(xù)培養(yǎng)、分批培養(yǎng)的工藝特點及控制方法。教學 方法請選擇你授課時所米用的教學方法（在括號中畫）：講授法，討論法，演示法，案例法，發(fā)現(xiàn)法，探究法， 談話法，實驗法，參觀法，考察法，自學輔導法，練習法（習題或操作課），讀書指

52、導法，聽說法，寫生法，視唱法， 工序法（技能課），實習作業(yè)法，其他教學 手段請選擇你授課時所米用的教學手段（在括號中畫）：實物，多媒體，投影，影像， CAI課件，PPT，標 本，掛圖，模型，其他討 論、 思考 題、 作業(yè)今臼 義獻微生物學教程周德慶高等教育出版社2011年4月Madigan M T et al.Brock' s Biology of Microorganism.10/e.Prentice Hall.2003本章首先介紹如何在實驗室或生產(chǎn)實踐中使微生物生長，即如何培養(yǎng)微生物；然后介紹微生物生長的規(guī)律（包括個體和群體）；以及環(huán)境條件對微生物生長的影響；最后討論控制微生物生長特別是有害微生物 生長的方法。第一節(jié)細菌的個體生長生長：微生物細胞吸收營養(yǎng)物質(zhì)，進行新陳代謝，當同化作用異化作用時，生命個體的重量和體積不斷增大的過程。繁殖：生命個體生長到一定階段，通過特定方式產(chǎn)生新的生命個體，即引起生命個體數(shù)量增加的生物學過程。個體生長：微生物細胞個