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一、課程基本信息
課程名稱:食品微生物學
英文名稱:FoodMicrobiology
課程類別:專業(yè)基礎課
適用對象:食品科學與工程等專業(yè)
先修課程:有機化學、無機化學、生物化學等。
二、課程簡介
《食品微生物學》是食品科學與工程、食品質(zhì)量與安全、生物工程等相關專業(yè)的專業(yè)基礎課程,通過課堂教學和實驗,學生應初步掌握細菌、真菌、病毒等主要類型微生物的形態(tài)結構、營養(yǎng)、生理、代謝等方面的基礎知識,以及微生物學在食品工業(yè)中應用的基本原理和方法,微生物引起食品污染的途徑,引起腐敗變質(zhì)的環(huán)境影響因素,檢測和控制食品中有害微生物活動的方法。為后續(xù)課程的學習打下必要的專業(yè)基礎知識。
三、課程性質(zhì)與教學目的
《食品微生物學》是食品科學與工程等專業(yè)重要的專業(yè)基礎課程之一。學習此課程以前,學生已經(jīng)掌握了必要的數(shù)學、物理、化學與生物科學的知識,并學習了生物化學等課程。
本課程的目的在于:通過教學,使學生掌握微生物的形態(tài)結構、營養(yǎng)、生理、代謝、生長方式和生長規(guī)律、遺傳和變異、傳染和免疫、分類和鑒定以及微生物生態(tài)學等基礎知識,以及在食品環(huán)境中的生長繁殖(微生物與食品原料、工藝、環(huán)境的關系)等生命活動規(guī)律,微生物在食品工業(yè)中應用的基本原理和方法,微生物引起食品微生物污染的途徑,引起腐敗變質(zhì)的環(huán)境因素,檢測和控制有害微生物活動的方法。了解微生物學的發(fā)展簡史和微生物在食品科學、農(nóng)業(yè),以及工業(yè)、醫(yī)學、環(huán)境保護和生命科學研究和技術發(fā)展中的重要應用;了解和掌握微生物菌種分離和培養(yǎng)、染色和觀察、菌種選育、菌種保藏、以及有害微生物控制等基本微生物學實驗技術原理和方法。為學習后續(xù)課程如食品工藝學、發(fā)酵工藝學、食品營養(yǎng)與衛(wèi)生、發(fā)酵工程、食品檢驗、應用微生物學、食品酶學等課程打下必要的專業(yè)基礎知識。
四、教學內(nèi)容及要求
緒論
(一)目的要求:
了解本學科的概貌。通過緒論的學習,主要應掌握微生物的概念,微生物學發(fā)展史上有重要地位的幾位科學家的姓名及其主要成就;微生物的五大共性及其原因;微生物的組成和分類;原核微生物和真核微生物的主要區(qū)別;了解微生物學在理論研究和各應用領域中的重要作用,微生物學的主要分支學科,及在微生物學中最為常用、最為基本的實驗技術。
(二)教學內(nèi)容:
1.主要內(nèi)容
微生物學的發(fā)展史
微生物的應用及對基礎研究的促進。
微生物學的分支學科
微生物的特性:五大共性
微生物學中的幾種重要實驗技術
微生物的組成和分類
2.基本概念和知識點
微生物的定義;微生物學發(fā)展史上有重要地位的幾位科學家的姓名;微生物的五大共性。幾種重要實驗技術的名稱;無菌操作;污染的概念;顯微鏡的種類;細菌菌體染色的原因;微生物的組成;原核微生物和真核微生物結構上的主要區(qū)別。
3.問題與應用(能力要求)
微生物學發(fā)展史上有重要地位的幾位科學家的主要成就。微生物學的應用現(xiàn)狀;微生物學的應用前景。產(chǎn)生微生物五大共性的原因,并從微生物體積微小這一特性來解釋其他特性。無菌觀念的重要性。
原核生物——細菌
(一)目的要求:
通過本章的學習應了解和掌握,原核生物的基本結構;原核生物的特殊結構與相應功能;原核生物細胞壁的結構與革蘭氏染色的關系;真核細胞與原核細胞在結構上的主要差別;細菌的繁殖和分類;放線菌和藍細菌的特點。
(二)教學內(nèi)容:
第一節(jié)細菌
1.主要內(nèi)容
細菌的形狀和大小
細菌的基本結構:細胞壁、細胞膜、細胞質(zhì)、原核
細菌的特殊結構:莢膜、鞭毛、芽孢、細胞內(nèi)含物
細菌的繁殖與菌落形態(tài)特征
細菌的分類
2.基本概念和知識點
細胞壁、細胞膜、細胞質(zhì)、原核。莢膜、鞭毛、芽孢、細胞內(nèi)含物。細菌的繁殖與菌落形態(tài)特征。細菌的分類命名方法。
3.問題與應用(能力要求)
革蘭氏染色方法。掌握革蘭氏染色的方法和原理。能區(qū)分原核生物與真核生物細胞。以經(jīng)典方法對某一未知細菌進行鑒定可采用的方法。
放線菌與藍細菌
1.主要內(nèi)容
藍細菌的概念;藍細菌的形態(tài)和生化特點;放線菌的概念;放線菌的特點與類別。
2.基本概念和知識點
藍細菌的形態(tài)和生化特點;放線菌的概念;放線菌的特點與類別。
3.問題與應用(能力要求)
掌握霉菌、酵母菌、細菌和放線菌在菌落形態(tài)和顯微結構上的區(qū)別。
(三)實踐環(huán)節(jié)
實驗:細菌染色與鏡檢
真核微生物
(一)目的要求:
通過本章的學習,主要應掌握真菌的一般形態(tài);真菌的繁殖方式;真菌的分類與代表種類;霉菌的概念、特點與廣泛應用;酵母菌的概念、特點與廣泛應用。
(二)教學內(nèi)容:
真菌的一般特性
1.主要內(nèi)容
形態(tài)結構
繁殖方式
真菌分類
2.基本概念和知識點
真菌的概念與結構。真菌孢子的種類。真菌的亞門。
3.問題與應用(能力要求)
應掌握真菌的一般形態(tài)。真菌的顯微結構和菌落形態(tài)在真菌鑒定中的重要作用。真菌繁殖方式的多樣性。
霉菌和酵母菌
1.主要內(nèi)容
定義
主要特點
常見種屬
2.基本概念和知識點
霉菌的概念;霉菌的菌落特點;霉菌的營養(yǎng)特點;酵母菌的概念;酵母菌的菌落和顯微特點。
3.問題與應用(能力要求)
根據(jù)菌落或顯微特點區(qū)分常見的霉菌屬。酵母菌的營養(yǎng)價值和廣泛用途。
(三)實踐環(huán)節(jié)
實驗:真菌、放線菌形態(tài)觀察
實驗:酵母菌大小測定
微生物的營養(yǎng)
(一)目的要求:
主要應掌握微生物營養(yǎng)物質(zhì)的種類和微生物的營養(yǎng)類型;培養(yǎng)基的種類與配制。
(二)教學內(nèi)容:
1.主要內(nèi)容
微生物的六類營養(yǎng)要素
微生物的營養(yǎng)類型
培養(yǎng)基
2.基本概念和知識點
微生物的幾大類營養(yǎng)要素;碳源、氮源的分類;生長因子的概念與種類。微生物的營養(yǎng)類型;自養(yǎng)、異養(yǎng)、光能、化能的概念。培養(yǎng)基的配制原則和過程;培養(yǎng)基的類型;固體、液體、和半固體培養(yǎng)基中的瓊脂加量。
3.問題與應用(能力要求)
從營養(yǎng)要素的觀點分析已知培養(yǎng)基的配方。為某種微生物配制良好的培養(yǎng)基應該考慮的因素。
(三)實踐環(huán)節(jié)
實驗:培養(yǎng)基配制和滅菌
微生物的代謝
(一)目的要求:
微生物在細胞結構、組成物質(zhì)、代謝過程上與其他生物的相同與相異之處;微生物的分解產(chǎn)能途徑;發(fā)酵作用的概念、種類與重要性;微生物的合成代謝;微生物的次生代謝產(chǎn)物。
(二)教學內(nèi)容:
1.主要內(nèi)容
能量代謝
分解代謝
合成代謝
2.基本概念和知識點
微生物的四種降解脫氫途徑;ED途徑的獨特性;幾種常見發(fā)酵作用的過程及參與微生物。二氧化碳的同化;硝酸鹽的同化;分子態(tài)氮的同化。次生代謝的定義;次生代謝產(chǎn)物的定義;次生代謝產(chǎn)物的種類。常見的各類次生代謝產(chǎn)物舉例。
3.問題與應用(能力要求)
發(fā)酵作用與產(chǎn)物的應用價值。幾種主要元素同化的重要性。微生物次生代謝產(chǎn)物的重要應用價值。
微生物的生長與環(huán)境條件
(一)目的要求:
通過本章的學習,主要應掌握對微生物生長有影響的主要環(huán)境因素;這些環(huán)境因素怎樣影響微生物的生長;常見化學殺菌劑和抑菌劑的作用機理與使用特點;化學治療劑的種類、作用機理及醫(yī)學上的重要性。
(二)教學內(nèi)容:
微生物的培養(yǎng)與生長
1.主要內(nèi)容
1)微生物的純培養(yǎng)技術
微生物的培養(yǎng)方法
微生物生長的測定方法
細菌的生長曲線
細菌的連續(xù)培養(yǎng)
2.基本概念和知識點
純培養(yǎng)的概念;單菌落的概念;獲得純培養(yǎng)的幾種主要方法。微生物細胞總數(shù)、活細胞數(shù)、細胞生物量的測定方法;血球計數(shù)板的結構。分批培養(yǎng)與連續(xù)培養(yǎng)的概念;生長曲線的定義;生長曲線四個階段。
3.問題與應用(能力要求)
了解從土壤等環(huán)境中分離細菌、放線菌或霉菌的純培養(yǎng)的方法和步驟。能夠在不同的條件下判斷出最為適宜的測定方法;稀釋平皿法既可用于分離純培養(yǎng),又可用于活菌計數(shù)的原因。生長曲線四個階段的特點與應用上的價值。
影響微生物生長的主要環(huán)境因素
1.主要內(nèi)容
營養(yǎng)條件
溫度
PH值
氧氣和二氧化碳
2.基本概念和知識點
微生物生長的主要環(huán)境因素;微生物的三個溫度類型;加熱殺菌的常用方法;各大類微生物生長的最適pH;以需氧程度對微生物的分類;輻射的類型。
3.問題與應用(能力要求)
溫度、pH值、水分活度、氧化還原電位等對微生物生長影響的機制;常見微生物的適宜生長的環(huán)境條件;以加熱及輻射殺菌的原理與方法。能夠運用相關知識為微生物生長提供適宜的條件,或有效抑制微生物的生長。
有害微生物的控制
1.主要內(nèi)容
滅菌消毒
化學治療劑
2.基本概念和知識點
常見化學殺菌劑和抑菌劑的種類與名稱;石炭酸系數(shù)。滅菌、消毒和防腐的區(qū)別;常見化學殺菌劑和抑菌劑的作用機理。常見化學殺菌劑和抑菌劑,了解其使用特點?;瘜W治療劑的概念;磺胺的結構;抗生素;抑菌譜。
3.問題與應用(能力要求)
控制微生物生長的方法。解釋微生物抗藥性產(chǎn)生的原因,及防止微生物產(chǎn)生抗藥性的方法。
(三)實踐環(huán)節(jié)
實驗:微生物分離培養(yǎng)
實驗:微生物數(shù)量測定
非細胞生物——病毒
(一)目的要求:
通過本章的學習,主要應掌握病毒的大小、形態(tài)和結構;病毒的主要特點;病毒分類的依據(jù);噬菌體的特點與增殖過程;植物病毒的特點、危害性和防治。了解亞病毒的概念。
(二)教學內(nèi)容:
病毒結構和特點
1.主要內(nèi)容
病毒的結構
病毒的核酸
病毒的特點
2.基本概念和知識點
病毒的大小范圍;病毒的三種基本形態(tài);病毒的基本結構;殼體和殼粒;包膜;病毒的核酸類型。病毒的主要特點。病毒結構的相對簡單性。
3.問題與應用(能力要求)
解釋病毒一般抵抗力不強的原因;病毒對普通抗生素不敏感的原因。
病毒的增殖
1.主要內(nèi)容
一步生長曲線
毒性噬菌體
溫和噬菌體
病毒的分類和應用
2.基本概念和知識點
病毒分類的依據(jù);類病毒、擬病毒、朊病毒的概念;朊病毒的致病。噬菌體的典型結構;一步生長曲線;噬菌斑;噬菌體與其它病毒寄生專一性的比較;病毒增殖的五個階段;烈性噬菌體與溫和噬菌體。
3.問題與應用(能力要求)
逆轉(zhuǎn)錄病毒和逆轉(zhuǎn)錄酶;朊病毒的獨特性。溫和噬菌體的溶源性;病毒的增殖過程。
病毒的分類和應用
1.主要內(nèi)容
病毒的分類依據(jù)
病毒的危害和控制
2.基本概念和知識點
現(xiàn)代病毒分類法;病毒傳播途徑;抗病毒劑;疫苗。
3.問題與應用(能力要求)
熟悉病毒分類的主要依據(jù);噬菌體的危害及控制;常見人類病毒的傳播途徑;抗病毒劑的種類及作用機理;疫苗的基本知識。
微生物遺傳
(一)目的要求:
通過本章的學習,主要應掌握生物遺傳信息的載體,即RNA和DNA的結構和功能;基因和遺傳;遺傳信息的傳遞和基因表達的簡要過程;基因表達的調(diào)節(jié);微生物的突變及其機制;細菌基因轉(zhuǎn)移和重組的方式;重組DNA技術的主要內(nèi)容。
(二)教學內(nèi)容:
第一節(jié)微生物的變異和遺傳重組
1.主要內(nèi)容
突變及其機制
細菌基因的轉(zhuǎn)移和重組
2.基本概念和知識點
基因、基因組、染色體的概念;質(zhì)粒的概念、特點與類型;突變的概念與類型;誘變與誘變劑;常用的誘變方式;突變率與回復突變。細菌基因的轉(zhuǎn)移和重組的方式,包括轉(zhuǎn)化作用、轉(zhuǎn)導作用、接合作用、基因轉(zhuǎn)座;轉(zhuǎn)導的類型。
3.問題與應用(能力要求)
變異對于微生物的意義;誘變在微生物育種中的使用。細菌基因的轉(zhuǎn)移和重組對于細菌適應和進化的重要性。
第二節(jié)重組DNA技術簡介
1.主要內(nèi)容
目的基因的克隆
克隆子的篩選
DNA的人工合成和擴增
2.基本概念和知識點
重組DNA技術的概念;基因工程的概念;克隆的含義;目的基因的克隆的程序;基因克隆的幾種常用載體;克隆子的受體細胞的種類;PCR的概念與基本步驟;基因的定位誘變。
3.問題與應用(能力要求)
克隆子的篩選策略;體外重組DNA技術的基本過程;體外重組DNA技術與微生物育種;微生物與基因工程的關系。
微生物生態(tài)與食品釀造
(一)目的要求:
通過本章的學習,主要應掌握細菌、酵母、霉菌在食品中的應用,相應的食品種類與微生物;了解主要發(fā)酵食品的基本生產(chǎn)過程。
(二)教學內(nèi)容:
微生物生態(tài)學的基本概念及食品中的微生物生態(tài)系
1.主要內(nèi)容
微生物生態(tài)學的基本概念
食品中的微生物生態(tài)系
人體中的微生物
2.基本概念和知識點
生態(tài)系統(tǒng);微生物生態(tài)學;微生物的微環(huán)境;極端微生物;人體正常菌群。
3.問題與應用(能力要求)
了解微生物生態(tài)學的基本概念,人體各部分的主要微生物類型;掌握食品作為特殊的微生物生態(tài)系的特點。
細菌、酵母菌、霉菌在食品發(fā)酵中的應用
1.主要內(nèi)容
細菌在食品發(fā)酵中的應用
酵母菌在食品發(fā)酵中的應用
霉菌在食品發(fā)酵中的應用
2.基本概念和知識點
在食品發(fā)酵中應用的細菌、酵母菌、霉菌的主要種屬;主要發(fā)酵食品的基本工藝流程。
3.問題與應用(能力要求)
了解主要發(fā)酵食品的基本生產(chǎn)過程;掌握主要發(fā)酵食品的基本生產(chǎn)原理及微生物在其中所起的作用。
食品腐敗變質(zhì)與控制
(一)目的要求:
通過本章的學習,主要應掌握引起食品腐敗變質(zhì)的主要內(nèi)外因素及不同類型微生物適宜的生長環(huán)境;了解牛奶、畜禽肉類、魚類等食品的主要腐敗變質(zhì)過程及特點。掌握食品腐敗變質(zhì)的主要控制方法的原理、特點。
(二)教學內(nèi)容:
引起食品腐敗變質(zhì)的主要因素
1.主要內(nèi)容
引起食品腐敗變質(zhì)的主要微生物類型
影響食品腐敗變質(zhì)的主要環(huán)境因素
2.基本概念和知識點
食品腐敗變質(zhì);引起食品腐敗變質(zhì)的主要微生物類型;引起食品腐敗變質(zhì)的主要環(huán)境因素。
3.問題與應用(能力要求)
了解引起食品腐敗變質(zhì)的主要微生物類型;掌握引起食品腐敗變質(zhì)的食品內(nèi)外因素。
食品的主要腐敗變質(zhì)過程及機理
1.主要內(nèi)容
牛奶、畜禽肉類、魚類等食品的主要腐敗變質(zhì)過程及特點。
主要食品類型腐敗的微生物學過程。
2.基本概念和知識點
食品腐敗的鑒評方法;食品中蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物的腐敗。
3.問題與應用(能力要求)
了解食品中蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物的腐敗變質(zhì)過程及參與的微生物;了解主要類型的微生物的腐敗變質(zhì)過程。
第三節(jié)食品腐敗變質(zhì)的控制技術
1.主要內(nèi)容
腐敗微生物的防治
食品保藏技術
2.基本概念和知識點
食品的低溫保藏;食品的氣調(diào)保藏;食品的加熱殺菌保藏;食品的非加熱保藏;食品的干燥脫水保藏;食品的化學保藏;食品綜合防腐保鮮。
3.問題與應用(能力要求)
掌握食品腐敗變質(zhì)的主要控制技術的原理和基本方法。
食物中微生物導致的感染和中毒及其控制
(一)目的要求:
通過本章的學習,主要應掌握食物中毒與食物感染的基本概念與特點;了解常見食源性病原微生物的致病特點。掌握食品中基本的微生物學衛(wèi)生指標的檢測原理與方法。
(二)教學內(nèi)容:
食物中毒與食物感染及預防
主要內(nèi)容
食物中毒與食物感染
食物中毒與食物感染的預防
常見食源性病原微生物
2.基本概念和知識點
食物中毒;食物感染;常見食源性致病細菌、真菌、病毒微生物。
3.問題與應用(能力要求)
理解食物中毒與食物感染的區(qū)別;熟悉常見食源性致病細菌、真菌、病毒等微生物。
食品中基本的微生物學衛(wèi)生指標及檢測方法
1.主要內(nèi)容
食品中細菌總菌落數(shù)及大腸菌群最近似數(shù)的測定
食品中主要病原微生物的檢測方法
2.基本概念和知識點
食品中細菌總菌落數(shù);大腸菌群最近似數(shù);病原菌檢測。
3.問題與應用(能力要求)
理解食品細菌總菌落數(shù)及大腸菌群最近似數(shù)的衛(wèi)生學意義;掌握食品細菌總菌落數(shù)及大腸菌群最近似數(shù)的檢測方法;了解食品中主要病原微生物的檢測方法;了解食品微生物檢測的新技術、新進展。
(三)實踐環(huán)節(jié)
實驗:食品中細菌總菌落數(shù)的測定
實驗:大腸菌群最近似數(shù)的測定
五、推薦教材和教學參考資源
指定參考教材:
1.江漢湖主編,《食品微生物學》(第二版),北京,中國農(nóng)業(yè)出版社,2005
其他參考教材:
何國慶,賈英明主編,《食品微生物學》(第二版),中國農(nóng)業(yè)大學出版社,2009
周德慶編著,《微生物學教程》(第二版),北京,高等教育出版社,2002
JamesM.Jay等,《現(xiàn)代食品微生物學》(第7版)中國輕工業(yè)出版社2008
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