武漢大學(xué)微生物講義

　
第8章：微生物遺傳
〖目的要求〗
    通過本章的課堂教學(xué)，使學(xué)生了解細(xì)菌的染色體基因組及染色體外的遺傳因子（質(zhì)粒和轉(zhuǎn)座子）的結(jié)構(gòu)和基本特點(diǎn)，掌握微生物基因突變、遺傳的基本規(guī)律，并在此基礎(chǔ)上了解微生物菌種保藏的基本理論和實(shí)驗(yàn)方法。
〖教學(xué)內(nèi)容〗
1、 遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)
1.1 DNA作為遺傳物質(zhì)
1.2 RNA作為遺傳物質(zhì)
1.3 朊病毒的發(fā)現(xiàn)與思考
2、 微生物的基因組結(jié)構(gòu)
2.1 概念：
2.2 微生物與人類基因組計劃：
2.3 微生物基因組結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)：
3、 質(zhì)粒和轉(zhuǎn)座因子
3.1 質(zhì)粒的分子結(jié)構(gòu)��
3.2 質(zhì)粒的主要類型��
4、 基因突變及修復(fù)��
4.1 基因突變的特點(diǎn)��
4.2 幾種常見的微生物突變類型
4.3 誘變劑與致癌物質(zhì)——Ames試驗(yàn)
5、 細(xì)菌基因轉(zhuǎn)移和重組��
5.1 細(xì)菌的接合作用(conjugation)��
5.2 細(xì)菌的轉(zhuǎn)導(dǎo)(transduction)��
5.3 細(xì)菌的遺傳轉(zhuǎn)化(genetic transformation)��
5.4 基因定位和基因組測序��
6、 菌種保藏
6.1 菌種的衰退與復(fù)壯
6.2 防止衰退的措施
6.3 菌種保藏
思 考 題：��
1、 如果二個不同營養(yǎng)缺陷標(biāo)記（a - b - c + d + 和 a + b + c - d - ）的菌株經(jīng)混合后能產(chǎn)生在基本培養(yǎng)基平板上生長的原養(yǎng)型重組菌株，請設(shè)計一個實(shí)驗(yàn)來決定該遺傳轉(zhuǎn)移過程是轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)導(dǎo)還是接合?
2、 自然遺傳轉(zhuǎn)化與人工轉(zhuǎn)化之間有什么關(guān)系?為什么在一般情況下它們轉(zhuǎn)化質(zhì)粒的成功率有如此大的差別?
　
第9章：微生物與基因工程
〖目的要求〗
通過本章的課堂教學(xué)，使學(xué)生了解微生物學(xué)在基因工程技術(shù)的建立與發(fā)展中的重要意義，了解并掌握基因工程的基本過程和基本技術(shù)。
〖教學(xué)內(nèi)容〗
1、基因工程概述
1.1 基因工程的基本過程
1.2 基因工程的發(fā)展歷史
1.3 微生物學(xué)與基因工程的關(guān)系
2、 微生物與基因工程工具酶
2.1 限制性核酸內(nèi)切酶
2.2 DNA連接酶（DNA ligase）
2.3 其它工具酶
3、 微生物與克隆載體
3.1 質(zhì)�？寺≥d體
3.2 λ噬菌體克隆載體
3.3 柯斯質(zhì)粒載體
3.4 M13噬菌體載體
3.5 噬菌粒載體
3.6 真核生物的克隆載體
3.7 人工染色體
4、 微生物作為克隆載體的宿主
4.1 宿主的基本要求與性質(zhì)
4.2 常用的基因工程宿主
5、 基因工程的常用技術(shù)和方法
5.1 PCR的原理和應(yīng)用
5.2 基因工程技術(shù)應(yīng)用舉例
思 考 題：
1、 基因工程的基本步驟是怎樣的？其中哪些需涉及到微生物的參與？
2、為什么說微生物學(xué)不僅為基因工程提供了理論基礎(chǔ)，同時也提供了操作技術(shù)？
　
第10章：微生物的進(jìn)化、系統(tǒng)發(fā)育和分類鑒定

〖目的要求〗
    通過本章的課堂教學(xué)，使學(xué)生了解利用現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)建立的有關(guān)生物進(jìn)化和系統(tǒng)發(fā)育的理論，掌握微生物分類的基本原理和技術(shù)。
〖教學(xué)內(nèi)容〗
1、 進(jìn)化的測量指征��
1.1 進(jìn)化指征的選擇��
1.2 RNA作為進(jìn)化的指征��
1.3 rRNA和系統(tǒng)發(fā)育樹��
2、 細(xì)菌分類
1.1 分類單元及其等級��
1.2 微生物的命名��
3、 細(xì)菌分類鑒定的特征和技術(shù)
3.1 形態(tài)學(xué)特征��
3.2 生理生化特征��
3.3 核酸的堿基組成和分子雜交��
3.4 其它��
4、 伯杰氏手冊
思考題
1、 為什么能用生物大分子作為衡量生物進(jìn)化的標(biāo)尺？有哪些選用原則？建立16 S r RNA系統(tǒng)發(fā)育樹的意義何在？
2、 為什么在現(xiàn)代微生物分類中，任何能穩(wěn)定地反映微生物種類特征的資料，都有分類學(xué)意義，都可以作為分類鑒定的依據(jù)？你知道有哪些項(xiàng)目已被用于細(xì)菌學(xué)分類和鑒定？
　
第11章：微生物的生態(tài)
〖目的要求〗
    通過本章的課堂教學(xué)，使學(xué)生了解微生物在自然分布的特點(diǎn)及與人類生活的密切關(guān)系，掌握微生物與其生活在一起的其它生物之間的相互關(guān)系，及微生物在自然界物質(zhì)循環(huán)中的重要作用。
〖教學(xué)內(nèi)容〗
1、 然界中的微生物
1.1 空氣中的微生物
1.2 水體中的微生物
1.3 土壤中的微生物
1.4 工農(nóng)業(yè)產(chǎn)品上的微生物
1.5 極端環(huán)境下的微生物
1.6 不可培養(yǎng)的微生物
2、 微生物與生物環(huán)境間的相互關(guān)系
2.1 互生
2.2 共生
2.3 寄生
2.4 拮抗
2.5 競爭
2.6 捕食
3、 微生物在生態(tài)系統(tǒng)中的作用
思考題：
1、試從微生物的特點(diǎn)分析其分布比動植物更廣泛的原因，為什么無菌操作技術(shù)是一切微生物學(xué)工作的基礎(chǔ)？
2、試論微生物與水體富營養(yǎng)化作用，你認(rèn)為對此類污染該如何進(jìn)行防治？
3、試用一些典型例子說明微生物與生物環(huán)境之間的相互關(guān)系。
4、微生物在生態(tài)系統(tǒng)中的地位怎樣？
　
第12章：感染與免疫
〖目的要求〗
    通過本章的課堂教學(xué)，使學(xué)生了解人體的免疫系統(tǒng)與病原微生物之間的相互關(guān)系，掌握有關(guān)免疫學(xué)的基本知識和基本概念。
〖教學(xué)內(nèi)容〗
1、 感染的一般概念��
1.1 感染的途徑與方式��
1.2 微生物的致病性��
1.3 傳染的類型
2、 宿主的非特異免疫��
2.1 生理屏障��
2.2 細(xì)胞因素��
2.3 體液因素��
2.4 炎癥
3、 宿主的特異性免疫��
3.1 特異性免疫的一般概念��
3.2 抗原和抗體��
3.3 免疫應(yīng)答
思考題
1.對細(xì)菌內(nèi)毒素和細(xì)菌外毒素的免疫應(yīng)答有何不同?��
2.吞噬細(xì)胞的功能可因哪些體液因子的作用而增強(qiáng)?��
3.補(bǔ)體激活后可能產(chǎn)生對機(jī)體有利的免疫也可能造成自身損傷，試舉例說明。��
4.試舉例說明天然免疫與特異性免疫之間并無截然界限。��
　
五、教材
《微生物學(xué)》，沈萍，高等教育出版社，2000
　
六、參考書及多媒體輔助課件
1．《微生物學(xué)教程》，周德慶，高等教育出版社，1993
2．“Microbiology : An Introduction : Chemistry of Life : Bacteria ID CD-ROM, and Student Tutorial CD-ROM”， Gerard J. Tortora Berdell R. Funke Christine L. Case，Addison Wesley Longman, Inc.，1999
3．“Brock's Biology of Microorganism 9TH”， Michael T. Madigan John M. Martinko Jack Parker，Prentice Hall，1999
4．“Microbiology”， Lansing M. Prescott,Donald Klein, John Harley，McGraw-Hill Higher Education，2002及其中譯本“微生物學(xué)”，沈萍、彭珍榮主譯，高等教育出版社，2003
5．“Microbe Zoo” CD-ROM, the Michigan State University Board of Trustees, 1998

附：
一、 承擔(dān)的教學(xué)研究項(xiàng)目
“微生物學(xué)”課程如何現(xiàn)代化的研究,國家理科人才培養(yǎng)基地創(chuàng)建名牌課程項(xiàng)目，1999～2001
“微生物學(xué)”課程如何現(xiàn)代化的研究,國家理科人才培養(yǎng)基地創(chuàng)建名牌課程項(xiàng)目(繼續(xù)資助)，2002～
“充分利用現(xiàn)代化手段、提高微生物學(xué)教學(xué)水平”，湖北省高等學(xué)校教學(xué)改革項(xiàng)目， 2000，9-2002，9
"現(xiàn)代化教學(xué)手段在微生物學(xué)教學(xué)中的適應(yīng)與提高"，湖北省高等學(xué)校教學(xué)改革項(xiàng)目， 2002，9～2004，9

《微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)》教學(xué)大綱

微生物學(xué)教學(xué)組

（二00三年八月二十八日）

一、本課程的性質(zhì)和任務(wù)

    微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)是生物學(xué)重要的基礎(chǔ)課之一，特別是隨著分子生物學(xué)的發(fā)展與拓寬，微生物學(xué)方法與技術(shù)顯得尤為重要。此外，醫(yī)學(xué)、農(nóng)學(xué)、林學(xué)等學(xué)科，甚至地質(zhì)學(xué)、太空學(xué)等也需微生物的方法與技術(shù)。因此，熟悉掌握微生物學(xué)方法與技術(shù)，對其它很多學(xué)科的發(fā)展有直接的影響。無菌操作技能和無菌概念的建立是微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中最重要的內(nèi)容，由于微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的觀察有的需幾天后再觀察，這樣學(xué)生需常到實(shí)驗(yàn)室來，花費(fèi)時間較多。

本課程的任務(wù)：

1. 微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)主要任務(wù)是使學(xué)生掌握研究與應(yīng)用微生物的主要方法與技術(shù)，包括經(jīng)典的、常規(guī)的、以及現(xiàn)代的方法與技術(shù)，使學(xué)生具有適應(yīng)于從事相關(guān)學(xué)科的基礎(chǔ)理論研究與實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用的微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技能。

2.     與微生物學(xué)基礎(chǔ)理論課緊密結(jié)合，使學(xué)生將理性知識與感性認(rèn)識有機(jī)地結(jié)合，將書本知識用于實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)中更深地理解基礎(chǔ)理論，提高學(xué)生的綜合能力與創(chuàng)新意識。

3.     提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力。根據(jù)本學(xué)科的特點(diǎn)，逐步使學(xué)生認(rèn)識微生物的基本特性，比較它們與其它生物的相似和不同之處，知道如何研究微生物以及對研究中所出現(xiàn)的問題點(diǎn)樣分析，并加以解決。

二、教學(xué)要求與教學(xué)方法

1. 教學(xué)要求

1)  注重微生物學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)技能的掌握與提高，克服盲目追求新穎而忽視基礎(chǔ)的傾向；

2)     實(shí)驗(yàn)課前要預(yù)習(xí)，明確每次實(shí)驗(yàn)的目的與基本步驟；

3)     在實(shí)驗(yàn)中要有嚴(yán)緊的科學(xué)態(tài)度，尊重事實(shí)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果，要善于發(fā)現(xiàn)新現(xiàn)象；

4)     樹立密切合作的風(fēng)氣，包括學(xué)生與老師、班與班、組與組、組長與組員之間的密配合。

2. 教學(xué)方法

1)     以學(xué)生自己動手為主，老師在適當(dāng)時間予以提示；

2)     對實(shí)驗(yàn)中所出現(xiàn)的一些現(xiàn)象多向?qū)W生提出問題，使它們學(xué)會分析結(jié)果，并與理論知識有機(jī)結(jié)合；

3)     根據(jù)實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行程度，引導(dǎo)學(xué)生更深入思考，逐步樹立他們的創(chuàng)新意思；

4)     嚴(yán)格要求使操作技能規(guī)范化，老師作示范，強(qiáng)調(diào)其要點(diǎn)學(xué)生自己練。

三. 教學(xué)學(xué)時分配與安排

      本課程講授按每周4學(xué)時安排， 全學(xué)期共16周。

實(shí)驗(yàn)一 ： 1.本學(xué)期教學(xué)計劃安排及要求；2.環(huán)境微生物的檢測；3.滅菌器皿的準(zhǔn)備

實(shí)驗(yàn)二  ：  1. 微生物菌落形態(tài)的觀察；2. 細(xì)菌簡單染色及個體形態(tài)的觀察

實(shí)驗(yàn)三： 1. 酸奶的制作；  2. 革蘭氏染色 (革蘭氏陽性菌、陰性菌)       

實(shí)驗(yàn)四：培養(yǎng)基的配制         

實(shí)驗(yàn)五：神農(nóng)架自然保護(hù)區(qū)土壤樣品中微生物的分離與純化     

實(shí)驗(yàn)六：  1.放線菌的形態(tài)結(jié)構(gòu)（試管法）；2.霉菌形態(tài)結(jié)構(gòu)的觀察(壓片法等)    

實(shí)驗(yàn)七：  1.酵母菌死活染色及形態(tài)觀察；2.細(xì)菌的鞭毛染色與運(yùn)動性觀察    

實(shí)驗(yàn)八：  1.平板計數(shù)法；2.光電計數(shù)法；3.直接計數(shù)法(顯微鏡)        

實(shí)驗(yàn)九： 1. 大分子物質(zhì)的水解試驗(yàn)；2. 糖發(fā)酵試驗(yàn)；3. IMViC試驗(yàn)    

實(shí)驗(yàn)十：  1. 化學(xué)因素；2. 生物因素；3. 物理因素    

實(shí)驗(yàn)十一-----十二：1. 東湖水體中微生物的檢測；2. 純凈水中微生物的檢測；3. 自來水中微生物的檢

                      測；4. 酸奶中細(xì)菌的檢查

實(shí)驗(yàn)十三：DNA轉(zhuǎn)化(固體轉(zhuǎn)化法)    

實(shí)驗(yàn)十四： Ames試驗(yàn)     

實(shí)驗(yàn)十五：1. 實(shí)驗(yàn)問題解答；2. 本學(xué)期教學(xué)總結(jié)      

實(shí)驗(yàn)十六：期末考試

四．教學(xué)內(nèi)容和要求

實(shí)驗(yàn)一 

[目的要求]

1. 證明實(shí)驗(yàn)室環(huán)境與體表存在微生物。

2. 比較來自不同場所與不同條件下細(xì)菌的數(shù)量和類型。

3. 觀察不同類群微生物的菌落形態(tài)特征。

4. 體會無菌操作的重要性。

[實(shí)驗(yàn)原理]

平板培養(yǎng)基含有細(xì)菌生長所需要的營養(yǎng)成分，當(dāng)取自不同來源的樣品接種于培養(yǎng)基上，在合宜溫度下培養(yǎng)，1-2天內(nèi)每一菌體即能通過很多次細(xì)胞分裂而進(jìn)行繁殖，形成一個可見的細(xì)胞群體的集落，稱為菌落。每一種細(xì)菌所形成的菌落都有它自己的特點(diǎn)，例如菌落的大小，表面干燥或濕潤、隆起或扁平、粗糙或光滑，邊緣整齊或不整齊，菌落透明或半透明或不透明，顏色以及質(zhì)地疏松或緊密等。因此，可通過平板培養(yǎng)來檢查環(huán)境中細(xì)菌的數(shù)量和類型。

[教學(xué)內(nèi)容] 

實(shí)驗(yàn)室環(huán)境和人體表面微生物的檢查

                        實(shí)驗(yàn)二

[目的要求]   

1.明確培養(yǎng)基的配制原理。

    2.通過對基礎(chǔ)培養(yǎng)基的配制，掌握配制培養(yǎng)基的一般方法和步驟。

[實(shí)驗(yàn)原理]

    牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基是一種應(yīng)用最廣泛和最普通的細(xì)菌基礎(chǔ)培養(yǎng)基，有時又稱為普通培養(yǎng)基，由于這種培養(yǎng)基中含有一般細(xì)菌生長繁殖所需要的最基本的營養(yǎng)物質(zhì)，所以可供作微生物生長繁殖之用�；�礎(chǔ)培養(yǎng)基含有牛肉膏，蛋白胨和NaCl。其中牛肉膏為微生物提供碳源、能源、磷酸鹽和維生素，蛋白胨主要提供氮源和維生素，而NaCl提供無機(jī)鹽。由于這種培養(yǎng)基多用于培養(yǎng)細(xì)菌，因此要用稀酸或稀堿將其pH調(diào)至中性或微堿性，以利于細(xì)菌的生長繁殖。

[教學(xué)內(nèi)容]

牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基的制備

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