農業(yè)微生物學課程教學大綱

農業(yè)微生物學課程教學大綱一、基本概況課程名稱：農業(yè)微生物學（AgriculturalMicrobiology）課程代碼：231010016課程類別：專業(yè)基礎課學時/學分：48/2.5（其中理論32學時，實驗16學時）需預修課程：生物化學、無機化學、有機化學適用專業(yè)：適用植物保護、種子科學與工程專業(yè)、動植物檢疫（植物檢疫方向）專業(yè)的本科教學課程簡介微生物是生物中形體微小，結構簡單，大多為單細胞，少數(shù)為多細胞或沒有細胞結構的生物，是一類重要而獨具特色的生物群體。農業(yè)微生物學是在分子或群體水平上研究微生物的形態(tài)構造、生理代謝、遺傳變異以及微生物的分類、生態(tài)等生命活動規(guī)律及其在農業(yè)、生物工程和環(huán)境保護等領域廣泛應用的一門學科。在現(xiàn)代生命科學中，農業(yè)微生物學與其他學科的交叉滲透日益廣泛和深入，又是處于生命科學前沿和中心的獨立學科，推動了整個生命科學的發(fā)展。農業(yè)微生物學不僅與植物學、植物生理學、生物化學等共同構成農業(yè)院校植物生產各專業(yè)的生物學基礎知識，而且與土壤學、農業(yè)化學、植物病理學等專業(yè)課關系密切。因此，農業(yè)微生物學是農業(yè)科學中一門重要的專業(yè)基礎課。農業(yè)微生物學的根本任務是在了解掌握微生物生命活動規(guī)律的基礎上，發(fā)掘、利用和改善有益微生物，控制、消滅或改造有害微生物，為農業(yè)、經(jīng)濟和社會發(fā)展服務。二、教學目標學生通過本課程的學習，在知識和能力等方面達到以下要求：1.理論、知識目標：使學生掌握微生物的形態(tài)結構、營養(yǎng)、生理、代謝、生長方式及規(guī)律、遺傳變異、生態(tài)分布、分類鑒定以及微生物與其他生物的相互關系及其多樣性等基本理論和基礎知識；了解微生物在農業(yè)、環(huán)境保護和生命科學和技術發(fā)展中的重要應用；掌握微生物菌種的染色觀察、分離培養(yǎng)、有害微生物控制等基本微生物學實驗技術原理和方法。2.能力目標：掌握微生物菌種的染色觀察、分離培養(yǎng)、有害微生物控制等基本微生物學實驗技術原理和方法，為今后有關專業(yè)課程的學習及工作實踐奠定基礎。3.達成目標：本課程主要與植物保護專業(yè)人才培養(yǎng)方案中畢業(yè)要求的第3、4和5條相對應，與種子科學與工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案中畢業(yè)要求的第2條相對應，要求學生在學習中以微生物形態(tài)為主線，掌握原核微生物和真核微生物的基本結構、功能表達、遺傳變異等基本特征，從分子、細胞、個體、群體水平掌握遺傳學的基本理論和基本技能，了解遺傳學的學科前沿發(fā)展動態(tài)，關注學科研究中的熱點問題，學習中注意綜合運用各學科相關知識，理性思維，理順脈絡，聯(lián)系實際，拓寬思路，以達到培養(yǎng)訓練學生分析問題和解決問題能力，增強創(chuàng)新意識，提高綜合素質，能為今后在科研、大中專院校及相關企業(yè)和農業(yè)技術推廣等部門從事農業(yè)栽培、抗性育種、植物保護、農產品衛(wèi)生安全檢測、生物安全及有害生物風險評估、農藥制劑的加工與生產、種子加工與生產、銷售、推廣與開發(fā)、經(jīng)營與管理等工作打基礎。三、教學內容及教學要求緒論（講課2學時；實驗0學時）教學內容：1.課程介紹（研究內容，對象，特點，學習方法）；2.微生物的定義、研究對象；3.現(xiàn)代生物分類系統(tǒng)；4.微生物的共同特性；5.微生物學及其任務。教學要求：通過本部分的學習，引導同學們走進微生物世界，了解什么是微生物，微生物獨特的生物學特性及與人類的關系。明確微生物學作為一門獨立學科在生命科學發(fā)展中的重要地位和作用，展望未來，激發(fā)同學們的學習興趣。重點：微生物的定義，微生物的5大特性。難點：微生物的定義，微生物的研究對象及其在生物分類系統(tǒng)中的地位，現(xiàn)代三原界（域）生物分類系統(tǒng)的提出和劃分。第一章微生物細胞（講課3學時；實驗2學時）教學內容：1.細菌細胞的一般結構和功能：細胞壁，細胞質膜，細胞質和核質；2.細菌細胞的特殊構造：芽孢，菌毛，性菌毛，鞭毛，莢膜；3.真核細胞的基本結構：細胞壁，細胞質膜，細胞質和細胞核；4.原核細胞和真核細胞的比較。教學要求：1.掌握細菌細胞壁的基本結構和化學成分，革蘭氏染色法的定義和原理，革蘭氏陽性細菌與革蘭氏陰性細菌細胞壁結構和成分的特點及區(qū)別；2.了解細菌細胞膜、細胞質、內含物、核區(qū)的結構成分和功能；3.熟悉細菌特殊結構（芽孢，菌毛，性菌毛，鞭毛，莢膜）的結構成分與功能；4.掌握真核細胞與原核細胞結構的不同點。本章重點、難點：重點：革蘭氏染色原理，真核細胞與原核細胞結構的異同。難點：細胞壁的基本骨架、G+細菌細胞壁特點、G-細菌細胞壁特點。第二章原核微生物（講課4學時；實驗4學時）教學內容：1.細菌：細菌的定義、形態(tài)和大小，細菌的繁殖和群體形態(tài)，細菌的分類和鑒定；2.放線菌：放線菌的定義、個體形態(tài)，放線菌的繁殖和群體形態(tài)，放線菌的代表類群；3.藍細菌：藍細菌的定義、形態(tài)特征，藍細菌細胞結構特征，藍細菌的代表類群；4.古細菌：古細菌的定義、結構特征，古細菌的代表類群；5.其他原核微生物：支原體、衣原體、立克次氏體的定義、形態(tài)特征、繁殖方式等生物特性。教學要求：1.掌握細菌的定義、大小、基本形態(tài)、繁殖方式和培養(yǎng)特征；2.掌握藍細菌的定義、大小、基本形態(tài)、繁殖方式以及與綠色植物、其它光合細菌的異同點；3.掌握放線菌的定義、大小、基本形態(tài)、繁殖方式和培養(yǎng)特征；4.理解三體（支原體、衣原體、立克次氏體）的定義、大小、基本形態(tài)；5.了解古細菌的定義，與真細菌的異同、古細菌代表屬種。本章重點、難點：重點：細菌大小、基本形態(tài)、繁殖方式。難點：藍細菌形態(tài)特征、菌落特征、放線菌形態(tài)特征、菌落特征。第三章真核微生物（講課4學時；實驗2學時）教學內容：1.真菌的概念及與人類的關系；2.真菌的一般形態(tài)：霉菌個體形態(tài)及大小，菌絲的類型，酵母狀細胞形態(tài)及大小，真菌菌落特征；3.真菌的繁殖：無性繁殖：分裂繁殖、出芽繁殖、無性孢子（節(jié)孢子、游動孢子、厚垣孢子、孢囊孢子、分生孢子）；有性繁殖：卵孢子、接合孢子（同宗配合、異宗配合）、子囊孢子、擔孢子（鎖狀聯(lián)合）；4.真菌的類別和代表種類：鞭毛菌、接合菌、子囊菌、擔子菌、半知菌亞門；5.藻類的定義、形態(tài)、大小、繁殖方式、代表種類；原生動物的一般特征、代表種類。教學要求：1.理解真菌的定義、類群及與人類的關系；2.掌握霉菌個體形態(tài)及大小、菌絲的特異化；3.掌握真菌的繁殖方式、有性和無性孢子的種類及形成過程，真菌菌落的形態(tài)特征；4.了解真菌的分類系統(tǒng)及主要代表類群。本章重點、難點：重點：真菌個體形態(tài)及大小、真菌菌落特征、真菌的繁殖和孢子類型。難點：真菌的繁殖。第四章非細胞微生物（講課3學時；實驗0學時）教學內容：1.病毒的發(fā)現(xiàn)史；2.病毒的定義及基本特征；3.病毒的形態(tài)、大小、化學組成及結構；4.噬菌體的定義、形態(tài)及化學組成；5.毒性噬菌體定義，毒性噬菌體侵染過程；6.溫和噬菌體定義，溶源細胞的特點；7.病毒的類別及特點：植物病毒，昆蟲病毒；8.亞病毒：類病毒、朊病毒、衛(wèi)星病毒、衛(wèi)星核酸。教學要求：1.掌握病毒的定義和一般屬性，包括形態(tài)、大小、結構、化學組成、類群；2.掌握噬菌體形態(tài)和結構以及噬菌體的類型；3.掌握毒性噬菌體定義和侵染過程；4.了解溫和噬菌體的定義及溶源細胞的特點；5.掌握亞病毒的定義及種類(類病毒、朊病毒、衛(wèi)星病毒、衛(wèi)星核酸)。本章重點、難點：重點：病毒的定義、形態(tài)和特征、毒性噬菌體侵染過程。難點：病毒的結構、病毒的類群、亞病毒的類別。第五章微生物的營養(yǎng)和代謝（講課4學時；實驗2學時）教學內容：1.微生物的營養(yǎng)物質及其功能；2.微生物攝取營養(yǎng)的方式及營養(yǎng)類型；3.培養(yǎng)基的配置原則、類型及應用；4.微生物的能量代謝；5.微生物的合成代謝；6.微生物的次生代謝；教學要求：1.理解微生物所需的6種營養(yǎng)要素及其功能；2.理解微生物攝取營養(yǎng)的方式，能夠區(qū)分不同營養(yǎng)攝取方式的異同；3.掌握培養(yǎng)基的類型及功能；4.了解微生物能量代謝、合成代謝的特點；5.了解微生物次生代謝及其產物。本章重點、難點：重點：微生物的營養(yǎng)類型和培養(yǎng)基，微生物的能量代謝。難點：微生物吸收營養(yǎng)的方式，無氧呼吸，發(fā)酵作用。第六章微生物的生長和環(huán)境條件（講課4學時；實驗4學時）教學內容：1.純培養(yǎng)的定義及獲得純培養(yǎng)的方法：稀釋平皿分離法、平皿劃線分離法、單細胞挑取法、組織分離法、選擇性培養(yǎng)基；2.微生物生長測定的方法：細胞總數(shù)的測定：顯微鏡直接計數(shù)、比濁法；活細胞數(shù)量的測定：稀釋平板計數(shù)法、最大概率法、濾膜濃縮法；細胞物質的測定：生物量、細胞干重法、菌體內重要組成測定法、代謝活性法；3.細菌群體生長-細菌生長曲線：細菌生長曲線的繪制方法，生長曲線的四個時期細菌細胞的特點，生長曲線對實際生產的指導意義；4.環(huán)境條件（溫度、水分及其可給性、pH、氧氣、光和輻射、化學藥劑）對微生物生長和繁殖的影響及其應用。教學要求：1.掌握微生物純培養(yǎng)物分離方法及生長測定方法；2.理解微生物生長規(guī)律及各個時期的微生物細胞的特點；3.了解六大理化因素（溫度、水分、pH、氧氣、光和輻射、化學藥劑）對于微生物生長和代謝的影響，并掌握低溫保藏、高溫滅菌、干燥保藏、化學殺菌劑、抑菌劑在實際生產中的應用和滅菌、消毒、防腐的概念；4.了解厭氧菌接觸氧氣死亡的原因、水的活度定義、紫外線滅菌的應用范圍。本章重點、難點：重點：細菌生長曲線，環(huán)境條件對微生物生長的影響。難點：生長曲線的四個時期細菌細胞的特點，生長曲線對實際生產的指導意義。第七章微生物生態(tài)（講課3學時；實驗2學時）教學內容：1.土壤中微生物的種類、數(shù)量和影響土壤微生物分布與種類的因素；2.根圈、根圈效應、根土比的定義及根圈微生物對植物的影響；3.水體及大氣中微生物的分布規(guī)律；4.微生物與其他生物間的相互關系（共生、互生、內生、寄生、拮抗、捕食關系）：定義、實例及在農業(yè)生產中的應用。教學要求：1.掌握土壤中微生物的分布規(guī)律及影響土壤中微生物分布的主要影響因素；2.掌握根圈微生物對植物有益及有害的影響；3.掌握微生物與其他生物間的相互關系，并能列舉實例。本章重點、難點：重點：土壤中微生物的分布規(guī)律。難點：微生物與其他生物間的相互關系。第八章微生物在自然界物質循環(huán)中的作用（講課3學時；實驗0學時）教學內容：1.碳素生物循環(huán)：碳素生物循環(huán)途徑，不含氮有機質的分解；2.氮素生物循環(huán)：氮素生物循環(huán)圖，氨化作用，硝化作用，反硝化作用，固氮作用；3.磷、硫等元素的循環(huán)。教學要求：1.了解碳素生物循環(huán)及微生物對不含氮有機物質的分解；2.掌握氮素循環(huán)簡圖；3.掌握含氮有機物質的氨化過程、氨化作用的條件、氨化作用的意義；4.掌握硝化作用的定義、過程、影響因素及在農業(yè)和生態(tài)中的意義；5.掌握反硝化作用的定義、過程、影響因素及在農業(yè)和生態(tài)中的意義；6.了解生物固氮的定義、意義及4種生物固氮方式。本章重點、難點：重點：微生物在氮素循環(huán)中的作用。難點：硝化作用及反硝化作用在農業(yè)和生態(tài)中的意義。第九章微生物在農業(yè)生產中的應用（講課2學時；實驗0學時）教學內容：1.微生物肥料：定義、特點、種類及使用方法；2.微生物殺蟲劑：細菌殺蟲劑，真菌殺蟲劑，病毒殺蟲劑，殺蟲抗生素；3.微生物殺菌劑：細菌殺菌劑，真菌殺菌劑，殺菌抗生素；4.微生物與農村有機廢物處理：堆肥制作的微生物學過程、沼氣發(fā)酵的微生物學原理。教學要求：1.掌握菌肥的定義，性質，種類及應用；2.了解蘇云金芽孢桿菌、白僵菌的殺蟲機理；3.了解微生物農藥在現(xiàn)代農業(yè)生產中的應用，4.掌握堆肥制作的微生物學過程、沼氣發(fā)酵的微生物學原理。本章重點、難點：重點：微生物肥料，微生物農藥。難點：蘇云金芽孢桿菌殺蟲機理。四、考核方式及成績評定本課程的成績將由平時成績（考勤、作業(yè)及課前提問）、實驗成績（實驗技能考核+實驗報告）和期末考試成績三部分組成，其中平時成績占10%、實驗成績占30%、考試成績占60%；期末考試采用閉卷筆試。五、教材及參考書目教材：《微生物學》（第六版），李阜棣、胡正嘉主編，中國農業(yè)出版社，2007年，標準書號：ISBN9787109113046?！段⑸飳W實驗指導》（第二版），李順鵬主編，中國農業(yè)出版社，2015年，標準書號：ISBN9787109194243。參考書目：1.《微生物學》，黃秀梨主編，高等教育出版社，19