微生物学课程教学大纲教案.doc

微生物学课程教学大纲课程名称：微生物学 课程类型: 专业基础课总 学 时：讲课学时：54 学分：3适用对象: 生物技术专业先修课程：生物化学，细胞生物学，分子生物学一、课程性质、目的和任务 微生物学是研究微生物生命活动的科学，是研究微生物在一定条件下的形态结构、生理生化、遗传变异以及进化、分类和生态等规律及其应用的一门学科，是生命科学中理论与实践性较强的一门学科。它的快速发展，推动和促进了许多重大理论问题的以及生命科学研究技术的突破，从而在现代生命科学发展中发挥着重要作用。二、教学基本要求 通过本课程的学习，不仅使学生全面掌握微生物学的基本理论、基础知识和基本技能，同时还要了解微生物学发展的新理论、新发现和新技术；努力培养学生具有科学思维方式、启发学生科学思维能力和勇于探索，善于思考、分析问题的能力，激发学生的学习热情，为未来的学习和工作奠定坚实的理论和实践基础。三、 教学内容及要求 教学内容教学要求1 绪论 微生物的发现；微生物与人类的关系；微生物学研究对象与分类地位；微生物学发展中的重大事件；微生物学发展的奠基人；我国微生物学的发展；21世纪微生物学发展的趋势。掌握微生物、微生物包括类型及其主要特征；微生物学及其研究内容； 对微生物学发展作出重大贡献的科学家及其成就。2. 微生物细胞的结构与功能 原核微生物形态、化学组成、结构与功能 真核微生物形态、结构与功能要求掌握真细菌、古菌、缺壁细菌、支原体 立克次氏体衣原体、蓝细菌、放线菌、真菌、藻类和原生动物细胞结构与功能；细胞质和内含物；特殊的休眠体芽孢、伴孢晶体、细胞壁以外的构造糖被，S层，鞭毛，菌毛和性毛。细胞膜结构与功能3.微生物的营养微生物的营养要求、营养类型、培养基和物质运输要求掌握组成微生物细胞的化学元素及其存在形式；微生物的营养物质及其生理功能； 微生物的营养类型；培养基；培养基的配制原则； 培养基类型及其应用；营养物质进入细胞的方式4. 微生物的代谢 微生物产能代谢； 微生物耗能代谢；微生物代谢调节； 微生物次级代谢及次级代谢产物掌握分解代谢和合成代谢；初级代谢和次级代谢；发酵、有氧呼吸和无氧呼吸；底物水平、氧化磷酸化和光合磷酸化；酶活性、酶合成和次级代谢调节机制。了解CO2固定和生物固氮。5. 微生物的生长繁殖及其控制细菌的个体生长和群体生长繁殖规律；真菌的生长与繁殖；环境对微生物生长的影响及生长的测定；微生物生长繁殖的控制 掌握微生物生长的规律、数学模型和生长参数；同步培养和连续培养；了解真菌的生长与繁殖。掌握影响微生物生长的环境因子及其影响机制、微生物生长测定方法与技术、控制微生物生长的物化因素。6.病毒病毒的特点、定义、宿主范围和分类命名；病毒学研究方法；毒粒的性质；病毒的复制；病毒的非增殖感染；病毒与宿主的相互作用；亚病毒掌握病毒的特点定义复制和研究方法；熟悉病毒与宿主的相互作用和亚病毒类型，了解病毒学新进展7 微生物遗传遗传物质基础；微生物的基因组结构；基因突变和修复；细菌基因转移和重组；真核微生物的遗传学特性；微生物育种掌握微生物遗传物质的类型和特点，大肠杆菌、酵母和甲烷球菌的基因组结构；基因突变的类型和分子基础；光复活作用；基因的转移和重组；微生物育种的方法和策略8. 微生物的生态微生物在生态系统中的地位和作用；环境中的微生物；人体微生物及病原微生物的传播；微生物与环境保护掌握微生物在生态系统中的作用；微生物的种群和群落，各种环境微生物及其特点。了解微生物生态学研究技术、微生物对污染物的降解与转化、污染环境的生物修复与微生物监测。9.微生物的进化、系统发育和分类鉴定微生物进化的分子指征；细菌的分类学；微生物分类鉴定的特征和技术；微生物的快速鉴定和自动化分析技术掌握描述微生物进化关系的分子指征类型、细菌的分类和命名、微生物鉴定指标和技术。了解微生物快速鉴定技术。10. 微生物物种的多样性真菌的多样性；真细菌的多样性，放线菌的多样性；古菌的多样性；真核微生物的多样性；微生物资源的开发利用和保护了解掌握原核和真核微生物的物种多样性表现形式和特点以及它们之间的亲缘关系；了解积极开展微生物多样性研究的重要性。11.感染与免疫感染、非特异性免疫和特异性免疫系统的概述初步了解非特异性免疫和特异性免疫系统的组成和功能12.微生物生物技术微生物工业发酵的菌种和发酵特征；微生物工业发酵的方式；微生物工业的主要产品；微生物生物技术的广泛应用了解微生物工业中菌种的选育和代谢调控；初步了解微生物生物技术中规模生产的设备和产物的各项处理中涉及到的学科技术和管理；了解一些微生物产品的性能及应用价值；了解一些现代的微生物生物技术。四、课程的重点和难点 课程的重点为微生物细胞的结构与功能；微生物的营养；微生物的产能代谢；微生物的生长繁殖及其控制；微生物基因突变、基因转移和重组、诱变育种；微生物分类学。难点为微生物的代谢、生长繁殖的控制和诱变育种。五、实践环节 独立开课六、参考性教学时间安排教 学 内 容授课学时绪论2微生物细胞的结构与功能6微生物营养6微生物代谢8微生物生长繁殖及其控制8病毒3微生物遗传6微生物生态3微生物的进化 系统发育和分类鉴定3微生物物种多样性3感染与免疫3微生物生物技术3七、考核方式 期末笔试八、推荐教材和教学参考书 教材： 微生物学（第二版），沈萍 陈向东主编，2006. 普通高等教育“十五”国家级规划教材。 主要参考书： 1. Michael T. Madigan, et al. BROCK Biology of Microorganisms, 12th Edition; 20092. Kathleen PT et al. Fundations in Microbiology, 4th Edition; 2002.3. Lansing M. et al. Microbiology, 5th Edition; 20024. Moselio Schaechter et al. Encyclopedia of Microbiology Third Edition; 2009; Elsevier Ltd.大纲制订人：杨素萍制订日期：2009-07生物化学课程教学大纲课程名称：生物化学 课程类型:必修课总 学 时： 90/108 讲课学时：90/108 学分：5/6学分适用对象: 生物工程专业 、生物技术专业、制药工程专业先修课程：有机化学、物理化学、无机化学、分析化学一. 课程的性质和任务生物化学是利用化学的理论和方法从分子水平上研究生物的一门科学，是介于生物学与化学之间的一门新兴的边缘学科，是生命科学的重要基础学科之一。它研究生物体组成成分，如糖、脂、蛋白质、核酸、酶等的性质，结构及结构与功能的关系，研究生物体各种物质的新陈代谢，生物体的遗传信息的传递。旨在发现和阐明生命现象的共同基础和原则，探索生长、发育、遗传、学习、记忆与思维等复杂生命现象的本质，以促进生命科学中其它相关学科的发展。同时生物化学也不断地对人类与疾病、工业与原料、农业科学以及生态平衡产生深刻的影响。二、教学基本要求通过本课程的教学，要使学生系统地掌握蛋白质、核酸、酶、维生素和辅酶的结构、性质和生物学功能；糖、脂类、蛋白质和核酸在体内的代谢过程以及生物的平衡原理、氧化还原和构象异构。 三、教学内容和要求教学内容教学要求1.糖类糖的概念与分类；单糖的构型、结构、构象；单糖、多糖、寡糖、糖的复合物等1.掌握典型单糖的结构和性质。2.了解糖的分类，二糖和多糖的结构和性质。3.学会用比较、分析的方法去认识各种重要糖类的特征。2.脂质脂的概念、分类、生物学作用；脂肪酸、磷脂的结构特点和生物学作用；脂蛋白的组成与功能掌握脂肪的结构和性质；熟悉磷脂酰胆碱的化学组成及作用；了解固醇类物质的基本结构及脂类的生物学功能；熟悉生物膜的主要组成成分、磷脂双分子层结构特点3.蛋白质蛋白质通论：主要包括蛋白质的化学组成和分类、蛋白质的功能蛋白质的基本结构单位氨基酸：氨基酸的分类、光学性质、酸碱性质、化学性质等）蛋白质的共价结构：包括肽和肽键的结构；其理化性质；活性肽；蛋白质一级结构的测定，顺序测定蛋白质一级结构举例，人工合成等）蛋白质的三维结构：维持蛋白质三维结构的作用力，多肽链折叠的规则方式；超二级结构和结构域，三、四级结构等蛋白质结构与功能蛋白质的性质；蛋白质的分离提纯与鉴定掌握20种氨基酸的化学结构，分类、性质；蛋白质的空间结构尤其是二级结构的结构特点，及结构与功能之间的关系；掌握蛋白质一级结构的测定方法；熟悉氨基酸、蛋白质的典型反应。4.酶酶催化作用的特点，酶的化学本质及其组成；酶的分类及命名；酶的专一性；酶的活力测定和分离纯化；核糖酶，抗体酶；酶促反应动力学（包括米氏动力学及影响反应速度的因素，抑制作用等）酶的作用机制和酶的调节：酶的活性部位，影响酶催化效率的有关因素，酶活性的调节控制，同工酶1.着重掌握酶的化学性质、催化机制、结构、特性和功能、酶促反应的动力学。2.掌握辅酶和辅基的结构与有关酶反应的关系。3.了解各种影响酶反应速率的因素4.学习和理解调节酶、同工酶、多酶系统和固定酶的概念和酶在人类生活和生产上的重要性。5.维生素与辅酶维生素的概念、分类，维生素和辅酶的关系；水溶性维生素和脂溶性维生素的主要种类及作用；作为辅酶的金属离子掌握与代谢有关的维生素及其辅酶的化学结构及生物学功能，熟悉各种维生素的主要来源及缺乏症。6.核酸核酸的发现和研究简史，核酸的种类、分布、生物学功能；核酸的结构：包括核苷酸组成方式，核酸的共价结构，DNA、RNA的高级结构；核酸的物理化学性质及研究方法1.掌握核酸的化学本质及DNA和RNA的组分、结构、和功能上的差异。2.熟悉嘌呤、嘧啶、核苷酸和核酸在分子结构上的关系。3.掌握核酸的一级、二级结构要点，了解核糖核酸的种类及功能。4.认识核酸在生物科学上的重要性极其实践意义。7.生物膜的组成与结构生物膜的组成与结构，生物膜的组成和性质，生物膜的分子结构了解生物膜的组成与性质，熟悉生物膜的分子结构8.生物膜与物质运输被动运输与主动运输，小分子物质的运输，生物大分子的跨膜运输，离子载体，生物膜运输的分子机制掌握被动运输、主动运输、小分子物质的运输和生物大分子的跨膜运输的作用机理，了解几种生物膜载体和生物膜运输的分子机制9.生物氧化氧化还原电势电子传递和氧化呼吸链氧化磷酸化作用1.掌握生物氧化的概念，高能键的概念，ATP在生物氧化中的重要作用。2.熟悉呼吸链有关的概念，两种呼吸链的组成，传递体的顺序。3.了解氧化磷酸化中ATP的生成部位及数量，氧化磷酸化作用的化学渗透学说。10.糖代谢糖的分解代谢：糖酵解、三羧酸循环、磷酸戊糖途径、乙醛酸途径糖的异生糖原合成及分解结构多糖组分的生物合成1.掌握糖酵解、糖的有氧代谢的所有步骤、调控的酶，及关键调控步骤。2.掌握糖代谢过程中ATP的生成量；了解分解代谢的能量利用效率；了解糖代谢途径在各种物质代谢中的重要性。3.了解淀粉及糖原的合成过程、途径。11.脂类代谢脂类的消化、吸收和传送；饱和和不饱和脂肪酸的氧化；酮体的生成与去路；其它脂类的代谢；脂肪酸代谢的调节；脂类的生物合成1.熟练掌握脂肪酸的氧化过程，调控步骤及十六碳不饱和脂肪酸的合成过程。2.掌握酮体的概念、酮体的合成和去路及生物学意义。3.了解胆固醇对人体的重要性。12.蛋白质降解和氨基酸的分解代谢蛋白质的降解；氨基酸的分解代谢：包括氨基酸的氧化脱氨基作用、转氨基作用、联合脱氨作用、脱羧基作用；尿素的形成；氨基酸碳骨架的氧化；生糖氨基酸，生酮氨基酸，一碳单位；氨基酸及其重要衍生物的生物合成1.掌握氨基酸的几种主要脱氨基作用；掌握一碳单位的概念、一碳单位的产生；掌握尿素的生成过程。2.熟悉氨基酸合成途径的类型，氨基酸碳骨架的氧化途径。13.核苷酸的降解和核苷酸代谢核酸和核苷酸的分解代谢；核苷酸的生物合成；辅酶核苷酸的生物合成1.掌握嘌呤、嘧啶碱基主要原子的来源，合成过程。2.熟悉辅酶在核苷酸代谢中的作用。3.了解碱基的分解代谢14.DNA的生物合成DNA的复制、损伤修复、突变，DNA的重组掌握DNA半保留复制的特点、DNA复制的起始点和方向，原核细胞DNA和真核细胞DNA复制的差异；掌握原核生物转录的起始、延伸和终止三过程，及其转录的调控。了解DNA的损伤与修复系统、细菌的限制修饰系统，PCR技术15.RNA的生物合成和加工DNA指导下RNA的合成，RNA的转录后加工，在RNA指导下RNA和DNA的合成掌握DNA指导下RNA的合成的原理，RNA的转录后加工，了解逆转录过程16.蛋白质的生物合成蛋白质合成的分子基础，翻译的步骤，蛋白质的运输及翻译后修饰掌握遗传密码的特点，翻译的主要过程和蛋白质翻译后的主要修饰；熟悉核糖体的组成及其识别启动子的机制17.细胞代谢与基因表达调控细胞代谢的调节网络，酶活性的调节，细胞结构对代谢途径的分隔控制，细胞信号传递系统，基因表达的调节掌握真核基因表达调控的五个水平及其具体内容三、 课程的重点和难点：绪论重点是生物化学对人类的深刻影响。第一章糖重点：单糖（尤其是葡萄糖的分子结构）几种多糖（淀粉，糖原，纤维素）的化学组成。难点：单糖（尤其是葡萄糖）的D、L型，异头物，差向异构的定义多糖的高级结构与生物学意义。第二章脂质重点：脂酰甘油类及磷脂的化学组成难点：脂类的生物学功能第三章蛋白质重点：组成蛋白质的20种常见氨基酸的分类、化学结构、酸碱、性质及物化性质。蛋白质的肽和肽键。难点：蛋白质的肽键性质蛋白质高级结构，尤其是超二级结构，结构域和三级结构，四级结构。第四章类酶重点：酶的化学本质酶的分类和命名酶促反应动力学（尤其是米氏公式的导出，米氏常数的意义，米氏常数的求法。各种因素对酶促反应速度的影响）。难点：酶促反应动力学的导出。酶的作用机理。第五章维生素与辅酶重点：掌握与代谢有关的维生素及其辅酶的化学结构及生物学功能。难点：与代谢有关的维生素及辅酶的作用机制。第六章核酸重点：核苷酸的组成DNA的一级及空间结构核酸紫外吸收性质核酸的变性、复性与杂交。难点：DNA的空间结构DNA的生物学功能。第七章生物膜的组成与结构重点：组成生物膜的主要物质和作用 难点：生物膜组成物质的结构特点。第十八章生物膜与物质运输重点：几种运输方式的作用机理难点：物质不同运输机制的差异，生物膜载体和生物膜运输的分子机制。第九章生物氧化重点：生物氧化，氧化磷酸化，呼吸链的概念。ATP在生物氧化中的重要作用。NADH及FADH2呼吸链组成，传递体的顺序。氧化磷酸化中ATP的生成部位及数量。难点：NADH及FADH2呼吸链组成，传递体的顺序。氧化磷酸化作用的化学渗透学说。第十章糖代谢重点：酵解途径。三羧酸循环的途径。难点：计算酵解途径中ATP的量及能量利用效率。计算三羧酸循环中ATP的量及能量利用效率。淀粉及糖原的合成。第十一章脂类代谢重点：饱和脂肪酸的-氧化作用。不饱和脂肪酸的氧化。难点：脂肪酸-氧化过程中能量利用效率计算。十六碳饱和脂肪酸（软脂酸）合成。第十二章蛋白质降解和氨基酸的分解代谢重点：氨基酸的氧化脱氨基作用。氨基酸的非氧化脱氨基作用。氨基酸合成途径的类型，氨基酸与一碳单位。难点：氨基酸碳骨架的氧化途径。一碳单位概念，一碳单位的产生。第十三章核苷酸的降解和核苷酸代谢重点：嘌呤和嘧啶的分解。嘌呤核苷酸的从头合成。嘧啶核苷酸的合成。难点：核苷酸从头合成的调节。第十四章DNA的生物合成重点：DNA的复制机制。真核生物和原核生物DNA复制的差异。DNA的损伤与修复难点：DNA复制的起点和有关复制的酶；DNA损伤修复的机制。第十五章RNA的生物合成重点：RNA转录的起始、延伸和终止；RNA转录后的加工过程难点：RNA的生物合成的调节机制；真核生物和原核生物RNA加工的差异第十六章蛋白质的生物合成重点：遗传密码的概念、基本特征；蛋白质的翻译步骤；蛋白质翻译后的修饰难点：不同物种遗传密码的差异；蛋白质翻译的起始、延伸和终止；蛋白质翻译后的运输。第十七章细胞代谢与基因表达调控重点：代谢途径的相互作用 酶活性的调节 真核生物与原核生物基因的表达调控难点：基因表达调节的水平与差异。五、实践环节 独立开课。六、 参考性教学时间安排教 学 内 容90学时授课学时108学时授课学时绪论11.糖类33.脂质22.蛋白质14144.酶1414.维生素与辅酶22.核酸687. 生物膜的组成与结构128.生物膜与物质运输129.生物氧化4410.糖代谢101211.脂类代谢6612.蛋白质降解和氨基酸的分解代谢6413.核苷酸的降解和核苷酸代谢4414. DNA的生物合成4615. RNA的生物合成2416. 蛋白质的生物合成2617. 细胞代谢与基因表达调控6习题44复习44六、考核方式 期末笔试七、教材和主要参考书教材：生物化学，王镜岩,朱圣庚，徐长法，高等教育出版社，第3版,2002年。 主要参考书： 1. 普通生物化学，郑集，高等教育出版社，4版，2002年。2.生物化学，王希成，清华大学出版社，1版，2000年。 3. 生物化学简明教程，罗纪盛，高等教育出版社，3版，1999年。大纲制订人：制订日期：2009-8-10