微生物学教案 前言 微生物学是一门在细胞、分子或群体水平上研究微生物的形态构造、生理代谢、遗传变 异、生态分布和分类进化等生命活动基本规律，并将其应用于工业发酵、医药卫生、生物工程 和环境保护、农业等实践领域的科学，其根本任务是发掘、利用、改善和保护有益微生物，控 制、消灭或改造有害微生物，为人类社会的进步服务。 通过本课程的学习，一方面使学生建立清晰的微生物学观点和科学的思维方式；另一方 面使学生系统地掌握微生物独特的结构特点、遗传代谢规律，认识微生物对人类生产实践的重 要意义；最后帮助学生了解微生物学发展的新理论，以及在高新生物技术研究中的重要作用， 为以后的学习和工作实践打下坚实的基础。 授课教师弓建国 授课教案 第一章绪论 一、教学目标 要求掌握和理解微生物和微生物学的概念以及微生物所包括的类群；：了解人类对微生物 世界的认识过程以及微生物学的发展阶段；认识和理解微生物学的发展对人类进步的促进作 用。 二、本章重点 微生物和微生物学的概念以及微生物所包括的类群 本章难点 人类对微生物世界的认识过程以及微生物学的发展阶段；微生物学的发展对人类进步的 促进作用。 三、教学方法：讲授法 四、教学手段：利用多媒体
微生物学教案 前言 微生物学是一门在细胞、分子或群体水平上研究微生物的形态构造、生理代谢、遗传变 异、生态分布和分类进化等生命活动基本规律，并将其应用于工业发酵、医药卫生、生物工程 和环境保护、农业等实践领域的科学，其根本任务是发掘、利用、改善和保护有益微生物，控 制、消灭或改造有害微生物，为人类社会的进步服务。 通过本课程的学习，一方面使学生建立清晰的微生物学观点和科学的思维方式；另一方 面使学生系统地掌握微生物独特的结构特点、遗传代谢规律，认识微生物对人类生产实践的重 要意义；最后帮助学生了解微生物学发展的新理论，以及在高新生物技术研究中的重要作用， 为以后的学习和工作实践打下坚实的基础。 授课教师 弓建国 授课教案 第 一 章绪论 一、教学目标 要求掌握和理解微生物和微生物学的概念以及微生物所包括的类群；了解人类对微生物 世界的认识过程以及微生物学的发展阶段；认识和理解微生物学的发展对人类进步的促进作 用。 二、本章重点 微生物和微生物学的概念以及微生物所包括的类群 本章难点 人类对微生物世界的认识过程以及微生物学的发展阶段；微生物学的发展对人类进步的 促进作用。 三、教学方法：讲授法 四、教学手段：利用多媒体
第一节微生物学研究的对象与任务 一、走进微生物世界大门 (一)微生物和我们 (二)我们生活在“微生物的海洋中 细菌数亿/g土壤，土壤中的细菌总重量估计为：10034×102吨 每张纸币带细菌：900万个： 人体体表及体内存在大量的微生物： 皮肤表面：平均10万个细菌/平方厘米 口腔：细菌种类超过500种； 肠道：微生物总量达100万亿 粪便干重的1/3是细菌，每克粪便的细菌总数为：1000亿个； 每个喷嚏的飞沫含4500-150000个细菌，重感冒患者为8500万。 微生物是人类的朋友！ 微生物是自然界物质循环的关键环节 体内的正常菌群是人及动物健康的基本保证： 微生物可以为我们提供很多有用的物质， 基因工程为代表的现代生物技术 少数微生物也是人类的敌人 鼠疫： 天花
第一节微生物学研究的对象与任务 一、走进微生物世界大门 （一）微生物和我们 （二）我们生活在“微生物的海洋中” 细菌数亿/g 土壤，土壤中的细菌总重量估计为：10034 × 1012吨； 每张纸币带细菌：900 万个； 人体体表及体内存在大量的微生物： 皮肤表面：平均 10 万个细菌/平方厘米； 口腔：细菌种类超过 500 种； 肠道：微生物总量达 100 万亿， 粪便干重的 1/3 是细菌，每克粪便的细菌总数为：1000 亿个； 每个喷嚏的飞沫含 4500-150000 个细菌，重感冒患者为 8500 万。 微生物是人类的朋友！ 微生物是自然界物质循环的关键环节； 体内的正常菌群是人及动物健康的基本保证； 微生物可以为我们提供很多有用的物质； 基因工程为代表的现代生物技术； 少数微生物也是人类的敌人！ 鼠疫； 天花；
艾滋病： 疯牛病 埃博拉病毒； 二.微生物学研究的对缘 （一)什么是微生物通俗的讲微生物是一群肉眼看不见的微小的生物。 多细胞，结构简单：霉菌 不具细胞结构：病毒，亚病毒 微生物：并非分类学上的名词；是所有形体微小，单细胞或个体结构较为简单的多细 胞，甚至没有细胞的低等生物的通称。 (二)微生物在生物界中的分类地位 1,难以认识的微生物世界 2分类地位 五界系统：即具有细胞机构的生物分为原核生物界、原生生物界、真菌界、植物界与动 物界。 三域系统 古细菌：一类细胞壁缺陷的原核生物 真细菌：细菌、放线菌： 真核生物：真菌、动物、植物。 三微生物的特点 个体小、结构简、胃口大、食谱广、繁殖快、易培养、数量大、分布广、种类多、级界 宽、变异
艾滋病； 疯牛病； 埃博拉病毒； 二. 微生物学研究的对象 （一）什么是微生物通俗的讲微生物是一群肉眼看不见的微小的生物。 多细胞，结构简单：霉菌 不具细胞结构：病毒，亚病毒 微生物：并非分类学上的名词；是所有形体微小，单细胞或个体结构较为简单的多细 胞，甚至没有细胞的低等生物的通称。 （二）微生物在生物界中的分类地位 1.难以认识的微生物世界 2.分类地位 五界系统：即具有细胞机构的生物分为原核生物界、原生生物界、真菌界、植物界与动 物界。 三域系统： 古细菌：一类细胞壁缺陷的原核生物； 真细菌：细菌、放线菌； 真核生物：真菌、动物、植物。 三. 微生物的特点 个体小、结构简、胃口大、食谱广、繁殖快、易培养、数量大、分布广、种类多、级界 宽、变异
易、抗性强、休眠长、起源早、发现晚。 (一)体积小、面积大 （二)吸收多、转化快 (三)生长旺盛、繁殖快 (四)适应性强、易变异 (五)种类多、分布广 四.微生物学的任务 一方面：研究微生物的形态结构、生长繁殖、新陈代谢、遗传变异以及分类生态等生命 活动规律。 另一方面：改造和应用其为人类服务。 五.微生物学的分支学科 第二节微生物学的发展史 微生物的发展大致可以认为经历了四个时期 一、史前时期 从时间上看：是在十七世纪下半叶。 1在酿造历史上 我国8000年前就开始出现了曲蘖酿酒 4000年前埃及人已学会烘制面包和酿制果酒： 2500年前发明酿酱、醋. 2在农业方面 公元六世纪（北魏时期）贾思勰的巨著“齐民要术
易、抗性强、休眠长、起源早、发现晚。 （一） 体积小、面积大 （二）吸收多、转化快 （三）生长旺盛、繁殖快 （四）适应性强、易变异 （五）种类多、分布广 四. 微生物学的任务 一方面：研究微生物的形态结构、生长繁殖、新陈代谢、遗传变异以及分类生态等生命 活动规律。 另一方面：改造和应用其为人类服务。 五. 微生物学的分支学科 第二节 微生物学的发展史 微生物的发展大致可以认为经历了四个时期： 一、史前时期 从时间上看：是在十七世纪下半叶。 1.在酿造历史上 我国 8000 年前就开始出现了曲蘖酿酒； 4000 年前埃及人已学会烘制面包和酿制果酒； 2500 年前发明酿酱、醋。 2.在农业方面 公元六世纪(北魏时期)贾思勰的巨著“齐民要术
3在医学方面 公元前112年-212年间，华佗：“割腐肉以防传染”； 公元前556年已知狂犬病来于疯狗： 公元三世纪有防治狂犬病的记载“杀所咬犬，取脑傅之，后不复发“： 公元九世纪痘浆法、痘衣法预防天花： l6世纪，古罗巴医生G.Fracastoro:疾病是由肉眼看不见的生物(living creatures)引起 二微生物的启蒙时期-形态学时期 从时间上看：十七世纪下半叶一直延续到19世纪中叶，近二百年之久 微生物学的先驱荷兰人列文虎克(Antonyvan leeuwenhoek)。 三微生物的奠基时期-一生理学时期 从时间上看：十九世纪60年代到二十世纪。 代表人物：是法国的Louis pasteur,德国的Robert kock (-).Louis pasteur(1822-1895) 1发现并证实发酵是由微生物引起的 2.彻底否定了“自然发生”学说 3.免疫学—预防接种 4.其他贡献 （二)Robert koch(1843-1910) 1.建立微生物学的研究技术 (1)细菌纯培养方法的建立：
3.在医学方面 公元前 112 年-212 年间，华佗：“割腐肉以防传染”； 公元前 556 年已知狂犬病来于疯狗； 公元三世纪有防治狂犬病的记载“杀所咬犬，取脑傅之，后不复发“； 公元九世纪痘浆法、痘衣法预防天花； 16 世纪，古罗巴医生 G.Fracastoro：疾病是由肉眼看不见的生物(living creatures)引起 二. 微生物的启蒙时期-----形态学时期 从时间上看：十七世纪下半叶一直延续到 19 世纪中叶，近二百年之久。 微生物学的先驱:荷兰人列文虎克（Antonyvan leeuwenhoek）。 三. 微生物的奠基时期-----生理学时期 从时间上看：十九世纪 60 年代到二十世纪。 代表人物：是法国的 Louis pasteur，德国的 Robert kock。 （一）.Louis pasteur(1822-1895) 1.发现并证实发酵是由微生物引起的 2. 彻底否定了“自然发生”学说 3. 免疫学——预防接种 4. 其他贡献 （二）Robert koch(1843-1910) 1. 建立微生物学的研究技术 (1)细菌纯培养方法的建立；
(2)设计了各种培养基 (3)流动蒸汽灭菌： (4)染色观察和显微摄影。 2.对病原细菌的研究作出了突出的贡献 (1)具体证实了炭疽杆菌是炭疽病的病原菌 (2)发现了肺结核病的病原菌 (3)证明某种微生物是否为某种疾病病原体的基本原则一著名的柯赫原则。 (三)Beijerinck与BMHOrpaACKH 1.提出了土壤细菌和自养微生物的研究方法 2.研究了固氨菌和硝化细菌 四.现代微生物学的发展 (一)普通微生物学的建立 1890 Von Behring制备抗毒素治疗白喉和破伤风； 18921 vanovsky提供烟草花叶病毒是由病毒引起的证据】 1928 Griffith发现细菌转化： 1929 Fleming发现青霉素； (二).微生物学发展的新阶段 1941 Beadle与Tatlum获得营养缺陷型 1944Avey等证实转化过程中DNA是遗传信息的载体； 1953 Watson和Crick提出DNA双螺旋结构：
(2) 设计了各种培养基； (3) 流动蒸汽灭菌； (4) 染色观察和显微摄影。 2. 对病原细菌的研究作出了突出的贡献 (1) 具体证实了炭疽杆菌是炭疽病的病原菌； (2) 发现了肺结核病的病原菌； (3) 证明某种微生物是否为某种疾病病原体的基本原则——著名的柯赫原则。 （三）Beijerinck 与Виноградскнй 1. 提出了土壤细菌和自养微生物的研究方法 2. 研究了固氮菌和硝化细菌 四. 现代微生物学的发展 （一）.普通微生物学的建立 1890 Von Behring 制备抗毒素治疗白喉和破伤风； 1892 Ivanovsky 提供烟草花叶病毒是由病毒引起的证据； 1928 Griffith 发现细菌转化； 1929 Fleming 发现青霉素； （二）. 微生物学发展的新阶段 1941 Beadle 与 Tatlum 获得营养缺陷型； 1944 Avery 等证实转化过程中 DNA 是遗传信息的载体； 1953 Watson 和 Crick 提出 DNA 双螺旋结构；
1970~1972 Arber、Smith和Nathans发现并提纯了DNA限制性内切酶 分子生物学、分子遗传学的迅速发展以及细胞学和工程技术的融合，形成了一项崭新的 技术·生物工程学 1977 Noese提出古生菌是不同于细菌和真核生物的特殊类Sanger首次对×174噬菌体 DNA进行了全序列分析； 1982~1983 Prusiner发现航病毒(prion): 1983~1984 Mullis建立PCR技术 1995第一个独立生活的细菌（流感嗜血杆菌）全基团组序列测定完成： 1996第一个自养生活的古生菌基因组测定完成： 1997第一个真核生物（啤酒酵母）基因组测序完成。 五.我国的微生物学发展 六.21世纪微生物学展望 第二章原核微生物 一、教学目标 本章是整个教材的基础和重点章节。通过学习要求学生掌握细菌的一般构造和特殊构 造：包括革兰氏阳性、阴性细菌和古细菌的细胞壁在结构、组成上的区别；原核的概念；细胞 膜、细胞质和内含物的组成、功能；缺壁细胞的类型；芽孢的概念；芽孢的构造；研究芽孢的 意义；细菌糖被的组成、功能；鞭毛的结构、功能、着生方式；性纤毛和菌毛的功能；掌握和 理解革兰氏染色机理和芽孢的抗热机理。了解伴孢晶体的应用等基本知识。 本章重点 二、教学重点：掌握真细菌的一般构造和特殊构造；掌握革兰氏染色机理和芽孢抗热机 理 三、教学难点：革兰氏染色机理和芽孢抗热机理
1970～1972 Arber、Smith 和 Nathans 发现并提纯了 DNA 限制性内切酶。 分子生物学、分子遗传学的迅速发展以及细胞学和工程技术的融合，形成了一项崭新的 技术－生物工程学。 1977 Woese 提出古生菌是不同于细菌和真核生物的特殊类 Sanger 首次对×174 噬菌体 DNA 进行了全序列分析； 1982～1983 Prusiner 发现朊病毒(prion)； 1983～1984 Mullis 建立 PCR 技术； 1995 第一个独立生活的细菌(流感嗜血杆菌)全基团组序列测定完成； 1996 第一个自养生活的古生菌基因组测定完成； 1997 第一个真核生物(啤酒酵母)基因组测序完成。 五. 我国的微生物学发展 六. 21 世纪微生物学展望 第二章原核微生物 一、教学目标 本章是整个教材的基础和重点章节。通过学习要求学生掌握细菌的一般构造和特殊构 造：包括革兰氏阳性、阴性细菌和古细菌的细胞壁在结构、组成上的区别；原核的概念；细胞 膜、细胞质和内含物的组成、功能；缺壁细胞的类型；芽孢的概念；芽孢的构造；研究芽孢的 意义；细菌糖被的组成、功能；鞭毛的结构、功能、着生方式；性纤毛和菌毛的功能；掌握和 理解革兰氏染色机理和芽孢的抗热机理。了解伴孢晶体的应用等基本知识。 本章重点 二、教学重点：掌握真细菌的一般构造和特殊构造；掌握革兰氏染色机理和芽孢抗热机 理。 三、教学难点 ：革兰氏染色机理和芽孢抗热机理
四、教学方法：利用多媒体讲授法，实验教学为辅。设计微生物学形态学综合实验，从 菌落形态、染色方法和显微镜观察等多方面进行实验教学。 五教学内容 原核细胞和真核细胞的区别 原核生物和真核生物 原核生物和真核生物细胞之间有许多差别。真核生物的主要特征是有细胞核和如线粒 体、叶绿体的细胞器及复杂的内膜系统。病毒属于非细胞类，细菌属于原核生物，所有其他微 生物属于真核生物 原核细胞和真核细胞的区别 核、核膜、染色体 原核生物细胞没有核膜，有一个明显的核区，这个核区上集中了它的主要遗传物质，由 一条与类组蛋白相联系的双链DNA构成的染色体组成。 真核生物细胞侧是由一条或一条以上的双链DNA与组蛋白等结合成的染色体，并由核膜 包围。 代谢场所 原核细胞没有独立的内膜系统，与代谢有关的酶如呼吸酶合成酶等位于细胞膜上，因此 它的能量代谢在质膜上进行。 真核细胞不仅有独立的内膜系统，还有细胞骨架，呼吸酶在线粒体中，有专用的细胞器 来完成各项生理功能，如线粒体、叶绿体】 核糖体的大小和分布 原核细胞的核糖体大小为70S,常以游离状态或多聚体状态分布于细胞质中。 真核细胞的核糖体大小为80S,可以游离状态存在于细胞结合于内质网上。线粒体和叶 绿体内有各自在结构上特殊的核糖体， 51细菌
四、教学方法：利用多媒体讲授法，实验教学为辅。设计微生物学形态学综合实验，从 菌落形态、染色方法和显微镜观察等多方面进行实验教学。 五[教学内容] 原核细胞和真核细胞的区别 原核生物和真核生物 原核生物和真核生物细胞之间有许多差别。真核生物的主要特征是有细胞核和如线粒 体、叶绿体的细胞器及复杂的内膜系统。病毒属于非细胞类，细菌属于原核生物，所有其他微 生物属于真核生物。 原核细胞和真核细胞的区别 核、核膜、染色体 原核生物细胞没有核膜，有一个明显的核区，这个核区上集中了它的主要遗传物质，由 一条与类组蛋白相联系的双链 DNA 构成的染色体组成。 真核生物细胞则是由一条或一条以上的双链 DNA 与组蛋白等结合成的染色体，并由核膜 包围。 代谢场所 原核细胞没有独立的内膜系统，与代谢有关的酶如呼吸酶合成酶等位于细胞膜上，因此 它的能量代谢在质膜上进行。 真核细胞不仅有独立的内膜系统，还有细胞骨架，呼吸酶在线粒体中，有专用的细胞器 来完成各项生理功能，如线粒体、叶绿体。 核糖体的大小和分布 原核细胞的核糖体大小为 70S，常以游离状态或多聚体状态分布于细胞质中。 真核细胞的核糖体大小为 80S，可以游离状态存在于细胞结合于内质网上。线粒体和叶 绿体内有各自在结构上特殊的核糖体。 §1 细菌
细菌(bacteria)是一类细胞细短（直径约0.5um,长度约0.5~5um)、结构简单 胞壁坚韧，多以二分裂方式繁殖和水生性较强的原核生物。1000倍以上显微镜才能看到其形 状。 一、细菌的形态构造及其功能 （一)形态与染色 1、基本外形：球状—球菌；杆状一—杆菌；螺旋状螺旋菌。 (1)球菌(Coccu5): 球形或近球形，根据空间排列方式不同又分为单、双、链、四联、八叠、葡萄球菌。不 同的排列方式是由于细胞分裂方向及分裂后情况不同造成的。细胞呈球状或椭圆形。根据这些 细胞分裂产生的新细胞所保持的一定空间排列方式有以下几种情形：见图2-1 单球菌—尿素微球菌（图2-1-1)） 双球菌—肺炎双球菌 图2=1杆菌的形态及排列 A.单杆菌B双杆菌C栅栏状排列的菌D链杆菌 链球菌一溶血链球菌（图2-1-3） 四联球菌一四联微球菌（图2-1-4） 八叠球菌—尿素八叠球菌（图2-1-5） 葡萄球菌—金黄色葡萄球菌（图2-1-6） (2)杆菌Bacillus(Bacterium):杆状或圆柱形，径长比不同，短相或细长。是细菌中 种类最多的。 杆菌细胞呈杆状或圆柱形。图21中B的7为长杆菌和短杆菌，8为枯草芽孢杆菌，9为 溶纤维梭菌
细菌（bacteria）是一类细胞细短（直径约 0.5μm，长度约 0.5～5μm）、结构简单， 胞壁坚韧，多以二分裂方式繁殖和水生性较强的原核生物。1000 倍以上显微镜才能看到其形 状。 一、细菌的形态构造及其功能 （一）形态与染色 1、基本外形：球状——球菌；杆状——杆菌；螺旋状——螺旋菌。 （1）球菌（Coccus）： 球形或近球形，根据空间排列方式不同又分为单、双、链、四联、八叠、葡萄球菌。不 同的排列方式是由于细胞分裂方向及分裂后情况不同造成的。细胞呈球状或椭圆形。根据这些 细胞分裂产生的新细胞所保持的一定空间排列方式有以下几种情形：见图 2-1 单球菌——尿素微球菌（图 2-1-1） 双球菌——肺炎双球菌 图 2=1 杆菌的形态及排列 A.单杆菌 B.双杆菌 C.栅栏状排列的菌 D.链杆菌 链球菌——溶血链球菌（图 2-1-3） 四联球菌——四联微球菌（图 2-1-4） 八叠球菌——尿素八叠球菌（图 2-1-5） 葡萄球菌——金黄色葡萄球菌（图 2-1-6） （2）杆菌 Bacillus (Bacterium) ：杆状或圆柱形，径长比不同，短粗或细长。是细菌中 种类最多的。 杆菌细胞呈杆状或圆柱形。图 2.1 中 B 的 7 为长杆菌和短杆菌，8 为枯草芽孢杆菌，9 为 溶纤维梭菌
(3)螺旋菌(Spil训lum):细胞呈弯曲杆状的细菌统称为螺旋菌。是细胞呈弯曲杆状细 菌统称，一般分散存在。根据其长度、螺旋数目和螺距等差别，分为弧菌Vb0(菌体只有- 个弯曲，形似C字)和螺旋菌（螺旋状，超过1圈）。 与螺旋体Spirochaeta区别：无鞭毛 弧菌偏端单生鞭毛或丛生鞭毛（图2-1-10)】 螺旋菌两端都有鞭毛（图2-1-11） 细菌形态不是一成不变的，受环境条件影响（如温度、培养基浓度及组成、菌龄等）。 异常形态：一般，幼龄，生长条件适宜，形状正常、整齐。老龄，不正常，异常形态 畸形：由于理化因素刺激，阻碍细胞发育引起。 衰颓形：由于培养时间长，细胞衰老，营养缺乏，或排泄物积累过多引起。 2、细菌染色法 由于细菌细胞既小又透明，故一般先要经过染色才能作显微镜观察， 细菌染色法 细菌染色法 死茵 话菌：用关蓝或TTC等 负染色：荚膜染色法 正染色 鉴别染色法 荚膜染色法 革兰氏垫色 抗酸性染色法 芽孢染鱼为 姬姆萨(Giemsa)染色法 3、细菌的大小 细菌大小的度量单位：以mm为单位
（3）螺旋菌（Spirillum）：细胞呈弯曲杆状的细菌统称为螺旋菌。是细胞呈弯曲杆状细 菌统称，一般分散存在。根据其长度、螺旋数目和螺距等差别，分为弧菌 Vibrio（菌体只有一 个弯曲，形似 C 字）和螺旋菌（螺旋状，超过 1 圈）。 与螺旋体 Spirochaeta 区别：无鞭毛。 弧菌 偏端单生鞭毛或丛生鞭毛（图 2-1-10） 螺旋菌 两端都有鞭毛（图 2-1-11） 细菌形态不是一成不变的，受环境条件影响（如温度、培养基浓度及组成、菌龄等）。 异常形态：一般，幼龄，生长条件适宜，形状正常、整齐。老龄，不正常，异常形态。 畸形：由于理化因素刺激，阻碍细胞发育引起。 衰颓形：由于培养时间长，细胞衰老，营养缺乏，或排泄物积累过多引起。 2、细菌染色法 由于细菌细胞既小又透明，故一般先要经过染色才能作显微镜观察。 细菌染色法 细菌染色法 死菌 活菌：用美蓝或 TTC 等 负染色：荚膜染色法 正染色 鉴别染色法 荚膜染色法 革兰氏染色 抗酸性染色法 芽孢染色法 姬姆萨（Giemsa）染色法 3、细菌的大小 细菌大小的度量单位：以 mm 为单位