微生物学教案.docx
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微生物学教案
《微生物学》教案
第一部分学期授课计划
一、授课班级
专业:
药物制剂技术
年级:
11级
班级:
1、2班
学生人数:
人
二、学时安排
总学时:
51学时
理论学时:
51学时
三、教学进度
序号
主要内容
理论
实验或实践
进度安排
1
绪论
2
2
第1章细菌
6
6
3
第2章放线菌
2
4
第3章其他原核微生物
2
5
第4章真菌
3
6
第5章病毒
4
7
第6章微生物的分布与消毒、灭菌
2
2
8
第7章微生物的遗传和变异
2
9
第8章药物制剂的微生物学检查
2
2
10
第9章微生物在制药工业中的应用
2
2
11
第10章制药工业中的微生物控制
2
2
12
第11章非特异性免疫
2
13
第12章特异性免疫
2
14
第13章变态反应
2
15
第14章免疫学的实际应用
2
合计
37
14
四、教学目标
微生物学为药剂专业的必修课,使学生掌握微生物学的基本概念、基本原理、基本理论及生命活动的规律,理解微生物的生命活动与其它生物之间的关系及与自然界和人类的关系,了解微生物在实际中的应用及微生物资源的开发利用,了解微生物学的研究进展和发展方向,了解微生物学的发展对现代生命科学的贡献。
在此基础上突出微生物学在制药工业中的重要地位,并注重理论联系实际。
(一)能力目标:
1、掌握微生物显微操作、形态鉴定、无菌操作、生长培养、分离纯化等技能;
2、能够从事临床微生物学检验工作;
3、保证药品质量,研究、生产微生物药物制剂,开发新药等;
4、能综合运用微生物基础知识和技能进行微生物的生产培养和食品药品卫生指标检测。
(二)知识目标:
1.系统了解微生物学基础理论知识;2.认识食品药品生产和加工中主要细菌、酵母菌、霉菌等类群、形态、结构、繁殖方式;3.了解微生物所需营养物质的种类、功能及其利用方式;掌握培养基的配制原则和方法;
4.了解微生物生长的规律以及影响微生物生长的因素、微生物培养与生长测定方法、菌种保藏的方法。
(三)职业思想素质目标
1、培养善于自学和思考的能力;
2、培养理论联系实际、严谨求实的科学态度,提高分析问题和解决问题的能力;
3、培养认真负责、一丝不苟的工作态度与习惯,加强职业道德意识;
4、培养团结协作的职业素质。
五、教材及教学参考书
教材:
蔡凤主编《微生物学》,科学出版社,20XX年出版.
参考书:
周德庆主编《微生物学》,高等教育出版社,20XX年1月第一版.
六、考试安排
成绩考核:
闭卷考试,按五级制进行成绩评定。
学期成绩:
平时考核30%;期中成绩20%;期末考核50%,平时成绩包括:
考勤、作业、课堂测验、实践环节等。
第二部分单元授课计划
学习单元一绪论
一、学习单元教学计划
单元名称
绪论
计划学时
2
教学
目标
掌握微生物的概念、特点;
了解微生物的分类及微生物在自然界的地位;
了解微生物的作用及微生物学发展史。
重点
微生物的概念及微生物的主要类群;微生物学及微生物学研究的主要内容;微生物及微生物学的重要性。
难点
难点:
微生物的基本特征。
解决办法
课堂讲解、课堂互动、讨论。
学时分配
模块
教学内容
学时
必备知识
微生物的概念、特点;微生物的分类及微生物在自然界的地位
2
总计
2
二、教学过程设计
(1)
模块名称
必备知识——绪论
计划学时
2
告知
介绍课程学时、任课教师、考试安排及课程主要内容、参考书。
讲授、提问
课件、板书演示
互动、发言
2min
教学基本内容
方法及手段
第一章绪论
第一节微生物与病原微生物
微生物:
存在于自然界中,个体微小,结构简单,肉眼直接看不见,必须借助光学显微镜或电子显微镜放大数百倍、数千倍,甚至数万倍才能观察到的微小生物。
微生物的种类
非细胞型微生物
原核细胞型微生物
真核细胞型微生物
核酸(DNA/RNA)
非细胞型微生物如:
病毒(virus)
蛋白质
核质
原核细胞型微生物细胞膜
细胞壁
如:
细菌(Bacterium)
衣原体(Chlamydia)
支原体(Mycoplasma)
立克次体(Rickettsia)
螺旋体(Spirochete)
放线菌(Actinomycete)
细胞核
真核细胞型微生物细胞质如:
真菌(fungus)
细胞膜细胞器
微生物与人类的关系
益参与自然界中C、N、S等元素的循环。
农业方面:
杀虫、造肥、固氮……
工业方面:
食品发酵、石油脱蜡……
医药方面:
制药、正常菌群……
害引起人类及动植物病害
导致工业产品、农副产品和
生活用品的腐烂和霉烂。
第二节医学微生物学
一、微生物学(microbiology)
是研究微生物的类型、分布、形态、结构、代谢、生长繁殖、遗传、进化,以及与人类、动植物等相互关系的科学。
二、医学微生物学发展史
1.实验微生物学时期------微生物的发现及病原微生物学的建立
Leeuwenhoek----显微镜
Pasteur----巴氏消毒法
Koch----分离细菌,郭霍法则
Iwanovsky----烟草花叶病毒
Loeffler,Frosch----口蹄疫病毒
Walter-Reed----黄热病毒
Twort----噬菌体
2.实验微生物学时期---抗感染免疫、化学疗法及抗生素的发现
Jenner----牛痘预防天花
Pasteur----霍乱、炭疽、狂犬疫苗
Behring----白喉抗毒素
Ehrlich----体液抗体学说
Wright----体液免疫、细胞免疫
Ehrlich----砷凡纳明
Fleming,Florey----青霉素
3.现代微生物学时期
(1)新病原微生物的发现:
朊病毒,军团菌,幽门螺杆菌,人类免疫缺陷病毒,
疯牛病,埃博拉病毒,冠状病毒,禽流感H5N1
(2)病原微生物致病性的认识
内源性感染,细菌耐药性,分子水平上的致病机制的研究……
(3)微生物学诊断技术
快速、准确、简易ELISA,PCR……
(4)微生物的防治措施
新型疫苗的研制:
核酸疫苗,基因工程疫苗……
启发式讲授
多媒体教学
举例说明
多媒体教学
重点讲授
举例说明
结合临床病例介绍
归纳
一、微生物的概念
二、微生物特点
三、微生物的分类及其在自然界中的地位
讲授,引导学生共同总结
课件、板书演示
听、看
5分钟
作业
复习思考题
5分钟
评价
学习单元二细菌
一、学习单元教学计划
单元名称
细菌
计划学时
10
教学目标
(1)掌握细菌的形态、革兰氏染色。
(2)掌握细胞结构和功能:
一般结构如细胞壁、细胞膜、拟核、细胞质;特殊结构如鞭毛、荚膜、芽孢。
(3)掌握青霉素的杀菌机理;了解细菌的分裂与繁殖。
(4)了解细菌的菌落
重点
细菌细胞结构、结构与功能的适应;细菌的革兰氏染色机理。
难点
细菌细胞壁的结构;芽孢的形成及芽孢的抗性机理;细菌细胞结构和功能的适应;细菌DNA复制与细胞分裂之间的关系。
解决办法
课堂讲解、课堂互动、讨论。
学时分配
模块
教学内容
学时
必备知识
细菌的形态结构、细菌形态的检查方法
2
细菌的生长与繁殖、细菌的新陈代谢
2
细菌的致病性、常见病原性细菌
2
实验一显微镜的使用与细菌形态结构的观察
2
实验二细菌的培养与接种
4
总计
12
二、教学过程设计
(1)
模块名称
必备知识——细菌的形态结构、细菌形态的检查方法
计划学时
2
教学基本内容
方法及手段
第一节细菌
一、细菌的大小与形态
1.细菌的大小------观察仪器:
光学显微镜
测量单位:
微米(μm)
球菌(coccus)
2.细菌的形态-----杆菌(bacillus)
螺形菌(spiralbacterium)
二、细菌的基本结构
(一)细胞壁(cellwall)------位于细菌细胞的最外层,包绕在细胞膜的周围,组成较复杂,并随不同细菌而异。
1.用革兰氏染色法可将细菌分为:
革兰氏阳性菌(G+)
革兰氏阴性菌(G-)
2.革兰氏阳性菌细胞壁组分:
(1)肽聚糖(peptidoglycan)-----多聚糖,细菌细胞壁中的主要成分,为原核细胞所特有。
粘肽(mucopeptide)/糖肽(glycopeptide)/胞壁质(murein)
肽聚糖骨架---N-乙酰葡糖胺(N-acetylglucosamine,G)
N-乙酰胞壁酸
(N-acetylmuramicacid,M)
聚L-丙氨酸
四肽侧链--D-谷氨酸
L-赖氨酸
糖D-丙氨酸
五肽交联桥---甘氨酸5
(2)磷壁酸(teichoicacid)-----由核糖醇或甘油残基经磷酸二酯键互相连接而成的多聚物;多个磷壁酸分子组成长链穿插于肽聚糖层中。
壁磷壁酸---通过磷脂与肽聚糖上的胞壁酸共价结合。
膜磷壁酸---与细胞膜外层上的糖脂共价结合。
(3)蛋白质:
某些革兰氏阳性菌表面尚有一些特殊的表面蛋白质;
如:
金黄色葡萄球菌---A蛋白(SPA);A组链球菌---M蛋白
3.革兰氏阴性菌细胞壁组分
(1).肽聚糖---由聚糖骨架和四肽侧链组成。
仅有1~2层。
脂蛋白
(2).外膜脂质双层
脂多糖
①脂蛋白---外膜蛋白(outmembraneproteinOMP);孔蛋白:
小分子通道
②脂质双层---磷脂双层
③脂多糖(lipopolysaccharideLPS)---
Ⅰ.脂质A(LipidA):
糖磷脂。
是细菌内毒素的毒性和生物学活性的主要组分,无种属特异性。
Ⅱ.核心多糖(corepolysaccharide):
位于脂质A的外层,有种属特异性。
Ⅲ.特异多糖(specificpolysaccharide):
由数个至数十个低聚糖重复单位组成的多糖链。
具有种特异性。
革兰是阴性
菌的菌体抗原(O抗原)
4.细胞壁的功能:
维持菌体形态。
抵抗渗透压的影响。
参与细菌体内外的物质交换。
具有多种抗原表位,诱发机体免疫应答。
粘附宿主细胞,与细菌致病性有关。
5.细菌细胞壁缺陷型---细菌L型
细菌细胞壁的肽聚糖结构受到理化或生物因素的作用被破坏或合成被抑制后,在高渗环境下,仍可生存。
革兰氏阳性菌→原生质体;革兰氏阴性菌→原生质球
(1)细菌L型的成因:
溶菌酶,溶葡萄球菌素,青霉素,胆汁,抗体,补体等。
(2)细菌L型的形态:
大小不一,高度多形性。
革兰氏染色阴性。
(3)细菌L型的培养:
高渗、低琼脂、10%-20%血清、3%-5%NaCl、10%-20%蔗糖;
生长缓慢;油煎蛋样菌落;
(4)细菌L型的致病性:
引起慢性感染;
(二)细胞膜(cellmembrane
1.功能:
参与细菌物质转运,生物合成,分泌、呼吸等生物学作用。
2.中介体部分细胞膜内陷、折叠、卷曲形成的囊状物。
功能:
扩大细胞膜面积;增加酶的含量和能量的产生。
(三)细胞质(cytoplasm)内含核糖体、质粒、胞质颗粒等许多重要结构。
1.核糖体(ribosome):
细菌合成蛋白质的场所,游离存在于细胞质中,每个细菌体内可达数万个。
沉降系数为70S(30S+50S)。
由RNA(66%)和蛋白质(34%)组成。
核糖体RNA(rRNA)---23S,16S,5SrRNA;抗生素作用位点.
2.质粒(plasmid):
染色体外的遗传质,存在于细菌细胞质中。
为闭合环状的双链DNA,带有遗传信息,控制细菌某些特定的遗传性状---菌毛;细菌素;毒素;耐药性.
3.胞质颗粒:
细菌细胞质中含有多种颗粒,大多为储藏的营养物质,包括糖原、淀粉等多糖、脂类、磷酸盐等。
当细菌生活环境中营养充足时,胞质颗粒较多,养料和能源短缺时,颗粒减少甚至消失。
异染颗粒(metachromaticgranule)
(四)核质(nuclearmaterial):
由单一密闭环状DNA分子反复回旋卷曲盘绕组成的松散网状结构。
集中于细胞质的某一区域。
无核膜、核仁和有丝分裂器。
是细菌的遗传物质
三、细菌的特殊结构
(一)荚膜(capsule)------细菌代谢过程中分泌在细胞壁外的一层粘液性物质,能牢固地与细胞壁结合,厚度≤0.2μm,
边缘明显。
微荚膜(microcapsule)---厚度<0.2μm者。
粘液层(slimelayer)--边界不明显且易被洗脱者。
1.荚膜的化学组成:
多糖;多肽;透明质酸。
2.荚膜的形成:
在人和动物的体内或营养丰富的培养基中易形成。
在普通培养基上或连续传代则易消失。
3.荚膜的功能:
抗吞噬作用;粘附作用;抗有害物质的损伤作用
(二)鞭毛(flagellum)------某些细菌表面附着的细长呈波状弯曲的丝状物。
根据鞭毛的数量、位置可将鞭毛菌分成四类:
单毛菌;双毛菌;从毛菌;周毛菌。
1.鞭毛的化学组成:
蛋白质
2.鞭毛的功能:
(1)运动器官:
有鞭毛的细菌在液体环境中能自由的运动。
(2)具抗原性:
H抗原,有特异性,对细菌的鉴别、分型有一定的意义。
(3)致病性:
有些细菌的鞭毛与致病性有关。
如:
霍乱弧菌
(三)菌毛(pilus)------许多G-菌和少数G+菌菌体表面存在着一种比鞭毛更细、更短而直硬的丝状物。
与细菌的运动无关。
1.菌毛的化学组成:
蛋白质
2.菌毛的种类:
普通菌毛(ordinarypilus)
性菌毛(sexpilus)
3.菌毛的功能:
普通菌毛---粘附作用与细菌的致病性密切相关。
如:
大肠埃希氏菌的I型菌毛;肠产毒型大肠杆菌的定植因子(CFA/I)
性菌毛---传递遗传物质。
(四)芽孢(endospore/spore)-----某些细菌在一定环境条件下,能在菌体内部形成一个圆形或卵圆形小体,是细菌的休眠形式。
产生芽孢的细菌都是G+菌。
不同细菌的芽孢形态、大小、位置有所差异,是鉴别细菌的指标之一。
1.芽孢的结构:
具多层膜结构
2.芽孢的形成与发芽:
(1)芽孢的形成---细菌形成芽孢的能力是由菌体内的芽孢基因决定的。
芽孢一般只在动物体外才形成。
营养缺乏时易形成。
(2)芽孢的发芽---当环境适宜时,芽孢发育形成细菌的繁殖体。
3.芽孢的功能:
芽孢对热、干燥、辐射、化学消毒剂等理化因素均有强大的抵抗力。
细菌繁殖体:
80℃水中迅速死亡。
细菌芽孢:
100℃沸水中,可存活数小时。
被炭疽杆菌芽孢污染的草原,传染性可保持20~30年。
4.细菌芽孢抵抗力强的原因:
芽孢含水量少,蛋白质受热后不易变性;芽孢具有多层致密的厚膜,理化因素不易进入;芽孢的核心和皮质中含有吡啶二羧酸,DAP与Ca2+结合生成的盐能提高芽孢中各酶的热稳定性。
结合基础物理学相关知识启发式讲授
多媒体教学
举例说明
多媒体教学
重点讲授
举例说明
归纳
一、细菌的基本结构
二、细菌的分类
三、革兰氏染色法机制
讲授,引导学生共同总结
课件、板书演示
听、看
5分钟
作业
复习思考题
5分钟
评价
二、教学过程设计
(2)
模块名称
必备知识——细菌的生长与繁殖、细菌的新陈代谢
计划学时
2
教学基本内容
方法及手段
四、细菌的理化性状与新陈代谢
(一)细菌的能量代谢发酵:
以有机物为受氢体的生物氧化过程。
呼吸:
以无机物为受氢体的生物氧化过程。
需氧呼吸—以分子氧为受氢体
厌氧呼吸—以其他无机物为受氢体
(二)细菌的新陈代谢
1.分解代谢产物和细菌的生化反应
2.合成代谢产物及其在医学上的意义
(1)热原质(pyrogen):
细菌合成的注入人或动物体内能引起发热反应的物质。
G-菌细胞壁脂多糖;
耐高温;121,20min不被破坏;250高温,
干烤才能破坏热原质。
蒸馏法可除去热原质。
(2)毒素(toxin):
外毒素—G+菌、少数G-菌产生的、释放到菌体外
的蛋白质。
重要的致病物质。
内毒素—G-菌细胞壁脂多糖,菌体死亡崩解后游
离出来。
重要的致病物质。
(3)色素:
有助于鉴别细菌;水溶性色素;脂溶性色素。
(4)抗生素:
某些微生物代谢过程中产生的一类能抑制或杀死某些其他微生物或肿瘤细胞的物质。
多由放线菌和真菌产生。
(5)细菌素:
某些细菌产生的具有抗菌作用的蛋白质。
仅对亲缘关系近的细菌有杀伤作用。
(6)维生素:
细菌能合成某些维生素除供自身需用外,还能分泌至周围环境中.维生素B,K.
五、细菌的生长繁殖与培养
1.细菌生长的环境因素
(1)营养物质:
营养物质充足,比例合适。
(2)氢离子浓度(pH):
pH7.2~7.6
(3)温度:
37℃
(4)气体:
不同的细菌对气体的需求有所差异。
专性需氧菌:
具有完善的呼吸系统,需要氧分子作为受氢体以完成需氧呼吸,仅能在有氧的环境下生存。
如结核杆菌。
微需氧菌:
在低氧压(5%~6%)生长最好,氧压大于10%对其有抑制作用。
如幽门螺杆菌。
兼性厌氧菌:
兼有需氧呼吸和无氧发酵两种功能,在有氧或无氧环境中都能生长,但以有氧时生长较好。
如葡萄球菌。
专性厌氧菌:
缺乏完善的呼吸酶系统,只能在无氧环境中进行发酵。
如破伤风杆菌。
专性厌氧菌厌氧生长的机制:
a.缺乏氧化还原电势(Eh)高的呼吸酶---细胞色素和细胞色素氧化酶
只能在120mV以下的Eh时生长。
b.缺乏分解有毒氧基团的酶---超氧化物歧化酶(SOD),触酶或过氧化物酶。
2.生长方式与速度
(1)细菌个体的生长繁殖:
繁殖方式:
二分裂繁殖,无性繁殖。
繁殖速度:
20~30min/代
代时---细菌分裂、数量倍增所需要的时间。
(2)细菌群体的生长繁殖:
细菌生长曲线
迟缓期:
细菌的适应阶段。
该期菌体增大,代谢活跃,分裂迟缓,繁殖极少。
对数期:
生长迅速,菌数急剧上升,细菌的形态、染色性、生理活性等都较典型。
稳定期:
细菌繁殖速度减慢,死菌数逐渐增加。
细菌的形态、染色性、生理性状有所改变。
生成芽孢、外毒素、抗生素等
代谢产物。
衰亡期:
死菌数活菌数,细菌形态显著改变,生理代谢活动趋于停滞。
多媒体教学
探讨性讲授脂类的生理功能
举例说明
多媒体教学
举例说明
重点讲授
归纳
讲授,引导学生共同总结
课件、板书演示
听、看
5分钟
作业
复习思考题
5分钟
评价
二、教学过程设计(3)
模块名称
必备知识——细菌的致病性、常见病原性细菌
计划学时
2
教学基本内容
方法及手段
感染(infection):
微生物在宿主体内生活时与宿主相互作用并导致不同程度的病理变化的过程。
*病原菌(pathogen):
能使宿主致病的细菌。
*非病原菌(nonpathogen):
不能造成宿主致病的细菌。
*条件致病菌(conditionedpathogen):
正常情况下不致病,在某些条件改变的特殊情况下可以致病。
*致病性(pathogenicity):
病原微生物能引起感染的能力。
*毒力(virulence):
致病菌的致病性强弱程度。
*半数致死量(medianlethaldose,LD50)
半数感染量(medianinfectivedose,ID50)、;在规定时间内,使一定体重或年龄的某种动物半数死亡或感染所需要的最小细菌数或毒素量。
一、细菌的致病机制
(一)侵袭力(invasiveness):
致病菌能突破宿主皮肤、粘膜生理屏障,进入机体并在体内定植、繁殖和扩散的能力。
1.黏附与定植------表面结构
荚膜:
具有抗吞噬和阻挠杀菌物质的作用。
粘附素:
使细菌粘附在敏感细胞的表面,利于细菌的定植、繁殖。
与细菌的致病性密切相关。
如菌毛;脂磷壁酸等。
2.侵入―――侵袭素:
使细菌能够侵入敏感细胞内。
3.繁殖与扩散
侵袭性酶:
利于细菌在组织中扩散;协助细菌抗吞噬。
如血浆凝固酶;透明质酸酶;链激酶;链道酶;胶原酶等。
局部扩散:
表层扩散;深层扩散
全身扩散:
细菌入血
(二)毒素
1.外毒素(exotoxin):
细菌在细胞内合成后分泌至细胞外
毒性强细胞毒
对机体的组织器官有选择作用神经毒
蛋白质;不耐热肠毒
抗原性;刺激机体产生抗毒素。
外毒素经甲醛处理可制成类毒素。
分子结构为A-B模式
2.内毒素(endotoxin)
菌体破裂后才释放出来。
毒性弱。
脂多糖,耐热,1001h不被破坏。
抗原性弱,抗体无中和作用;不能用甲醛脱毒为类毒素。
对组织无选择性,引起的毒性作用大致相同。
发热反应;白细胞反应;内毒素血症与内毒素休克;
Shwartzman与DIC
二、细菌性感染的传播
(一)细菌感染的来源
外源性感染(exogenousinfection):
病人;带菌者;病畜和带菌动物。
内源性感染(endogenousinfection)
条件致病菌;
隐伏状态存在于体内的致病菌。
(二)传播方式与途径
呼吸道传播:
肺结核;百日咳;军团病
消化道传播:
菌痢;伤寒;霍乱;食物中毒。
皮肤传播:
气性坏疽;化脓性感染。
性传播:
淋病;梅毒;钩体病。
人畜共患病的传播:
鼠疫;恙虫病。
血液传播:
梅毒;伤寒。
多途径感染:
有些致病菌的传播可有呼吸道、消化道、皮肤创伤等多种途径。
结核分支杆菌;炭疽芽孢杆菌。
三.细菌性感染的类型
(一)隐性感染(inapparentinfection)
当宿主的抗感染免疫力较强,或入侵的病菌数量不多、毒力较弱,感染后对机体损害较轻,不出现或出现不明显的临床症状。
又称亚临床感染。
隐性感染后,机体常可获得足够的特异性免疫力,能够抗御相同致病菌的再次感染。
(二)显性感染(apparentinfection)
当宿主体抗感染的免疫力较弱,或侵入的致病菌数量较多、毒力较强,以致机体的组织细胞受到不同程度的损害,生理功能也发生改变,出现一系列的临床症状和体征。
1.按病情缓急不同分为:
急性感染;慢性感染。
1)急性感染(acuteinfection):
发作突然,病程较短,一般是数日至数周。
病愈后,致病菌从宿主消失。
如:
脑膜炎球菌;霍乱球菌;肠产毒性大肠杆菌等。
2)慢性感染(chronicinfection):
病程缓慢,常持续数月至数年。
如:
结核分支杆菌;麻风杆菌。
2.按感染部位不同分为:
局部感染;全身感染。
1)局部感染(localinfection):
致病菌侵入宿主体
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