【高中生物】工业微生物学

（生物科技行业）工业微生
物学
《工业微生物学》课程（090207）授课大纲
一、课程基本信息
课程中文名称:工业微生物学
课程代码： 09207
学分与学时： 4.0 学分， 72 学时；（理论课 3 学分， 54 学时；实验课0.5 学分， 18 学时）
课程性质：专业必修
授课对象：生物技术（专科）
二、课程授课目的与任务
经过授课，使学生掌握工业微生物学的完满基本知识，包括工业微生物的形态构造、生
理代谢、遗传变异、生态分布等；认识和掌握微生物菌种分别和培养、染色和观察、菌种选
育、菌种珍藏以及有害微生物控制等基本微生物实验技术原理和方法；向学生显现工业微生
物在现在发酵工业、食品工业、制药工业和环境工程等方面的应用现状和研究进展，使所学
基本理论更好结合生产实践。

在授课中要把精力集中在培养学生解析问题，解决问题的能力
上。

三、学时安排
课程内容与学时分配表
章节内容学时第一章微生物与工业微生物学3
第二章重要的工业微生物种类9
第三章微生物的生长生殖及其控制5
第四章工业微生物学基本实验技术6
第五章微生物代谢调治与控制5
第六章微生物遗传变异与育种6
第七章微生物生态与环境保护7
第八章微生物学与现代发酵工业、现代生物制药工业3
四、课程授课内容与基本要求
授课要求和授课方法：
1.突出四性：基础性、系统性、先进性、应用性
2.多种授课方式：采用多媒体课件将授课内容、图表、照片、结论式条则显现出来，把
本来活生生的微生物还原其本来容颜，触发学习者的形象思想，加深对基本理论的认识和掌
握；每章节重点、难点的提示、章后小结，少而精，使学习者能贯穿交融，贯穿交融、思想
活跃、知识丰收；
3.理论与实验、理论与实践亲近结合
授课内容
目的和要求：本章主要引导学生认识什么是微生物，工业微生物学的成立和发展历史，
对人类生产实践活动以及其他学科的影响，明确微生物学作为一门独立学科在生命科学发展
中的重要作用和地位，认识微生物的分类、判断和命名，激发学生对微生物学的浓厚兴趣，
启迪学生，勤于思虑，勇于实践，为科学发展做出奉献。

重点与难点：要求掌握微生物学科发展历史中几位重要的确立人物对微生物学的主要贡
献；微生物的几大共性特点。

第一章微生物与工业微生物学
一、微生物学研究的对象和任务
二、微生物的分类单元、命名及分类依照和方法
三、微生物学发展简史和重要代表人物
四、工业微生物学研究的意义。

在工业、农业、医学、食品卫生、环境保护和生命科学
研究和技术发展中的重要应用
第二章重要工业微生物种类
目的要求：本章主要使学生学习并掌握工业微生物包括真细菌、放线菌、酵母菌、霉菌、蓸菌蓝细菌和病毒的细胞形态、基本构造特点及其功能、生活特点、在工业上的应用等等，
认识微生物的多样性。

重点和难点：将细菌、放线菌、酵母菌霉菌和病毒的细胞构造和功能作为重点章节讲解。

突出微生物细胞构造和功能，要求掌握G+和 G-细胞壁的构造和组成的异同点；G-细胞壁脂
多糖的组成及功能；革兰氏染色的机理与步骤；细菌芽孢的构造和功能；细菌和真菌鞭毛构
造、运动方式及能量本源的差异。

重点介绍细菌放线菌、酵母菌、霉菌和病毒特有的构造和
功能；
一、原核微生物
细菌构造及功能、生殖与集体形态、分类系统、工业上重要的细菌及其应用。

放线菌的形态与构造、生长与生殖方式、生理特点、与细菌和霉菌的比较、工业上有重
要用途的主要放线菌。

大型原核微生物——蓝细菌的形态特点及大小、细胞构造及组成、生理特点和主要用途。

二、真核微生物
酵母菌和霉菌的形态与大小、细胞构造、培养特点、生殖方式、分类地址、工业上有重
要用途的主要酵母和霉菌。

形成大型肉质子实体的真菌—蕈菌的生长发育过程、生殖方式和主要用途。

三、原核微生物的病毒
病毒的主要特点、噬菌体的形态构造、噬菌体的生长生殖方式、噬菌体与工业微生物发
酵生产、噬菌体在基因工程中的应用。

第三章微生物的生长生殖及其控制
目的要求：本章主要使学生掌握微生物的六大生长要素，微生物营养种类的划分及其特点，从而认识到微生物营养种类的多样性。

依照不同样微生物的营养要求，配制相应的、适
于微生物生长的培养基，影响微生物生长的要素和控制方法，为今后进行研究和利用微生物
打下理论基础。

重点和难点：营养种类的分类依照，微生物的营养种类特有的营养种类，培养基配制原
则及培养基种类，营养物质运输的四种方式及特点及影响微生物生长的规律和控制方法。

一、微生物的营养
微生物的营养物质及其功能、微生物的营养种类及代表微生物、吸取营养物质的方式、
微生物培养基。

二、微生物生长
微生物生长的研究方法、微生物生长的测定方法、微生物生长方式和微生物的集体生长
的规律；连续培养。

三、环境要素对微生物生长的影响温度、pH 、氧和辐射等对微生物生长生殖的影响。

四、微生物生长的控制物理控制（高温、低温、辐射、干燥和浸透压、过滤）；化学控
制（消毒剂和防腐剂）；化学治疗剂的种类及其抗菌抑菌治疗疾病的原理；抗生素的发现和
定义、种类、作用体系；微生物的抗药性。

第四章工业微生物学基本实验技术
目的要求：本章主要使学生认识分别纯化技术是微生物学研究的基础，而无菌技术是其重点。

熟练掌握无菌技术、纯种分别技术、培养技术是研究和利用微生物的基本功，工业微
生物的发酵技术和检测方法。

本章学习后，学生基本掌握了研究微生物学的基本方法和手段，为今后学习微生物学有关知识打下基础。

重点和难点：要求掌握微生物学实验操作的最基本的无菌技术，分别技术及纯种获得的
方法，工业微生物的生理与发酵实验技术和检测技术。

一、工业微生物的制片与显微技术。

二、工业微生物的纯培养技术。

三、工业微生物的生理与发酵试验技术微生物对碳源、氮源的利用和酵母菌的酒精发酵
及短杆菌的谷氨酸发酵试验。

四、工业微生物的检测技术，数量检测和食品卫生的微生物检测及噬菌体的检查及效价
测定。

第五章微生物的代谢调治与控制
目的和要求：本章主若是使学生认识微生物代谢的多样性，掌握微生物初级代谢产物和
次级代谢产物的代谢调治，认识两者之间的异同点，为学习后续的发酵工程与设备和抗生素
工艺等专业课打下优异的理论基础。

重点和难点：重点掌握微生物的初级代谢和次级代谢调治的方式的特点，如何利用代谢规律进行人工的控制。

一、微生物代谢的多样性：微生物生物氧化的种类和产能、工业微生物重要的分解代谢路子及产物
二、微生物初级代谢产物的代谢调治：引诱酶的产生与反响隔断、分解代谢产物隔断、酶活性的反响控制、微生物代谢调治的特点、代谢调治的人工控制
三、微生物次级代谢产物的代谢调治：次级代谢产物的特点、次级代谢的主要调治体系微
生物产物发酵的代谢调控：氨基酸类物质发酵的代谢调控、核苷酸类物质发酵的代谢
调控、β－内酰胺类抗生素发酵的代谢调控
第六章微生物的遗传变异与育种
目的要求：本章主要使学生认识微生物遗传变异的物质基础，掌握工业微生物菌种的精选方法和基因突变及基因重组，认识工业微生物育种的方法。

重点和难点：微生物基因重组的几种方式，基因突变的体系。

一、工业微生物菌种的精选：微生物菌种获得的路子、工业微生物的精选
二、微生物遗传学：遗传变异的物质基础、微生物的染色体分子构造、微生物基因组、染色体外遗传成份、转座遗传因子
三、基因突变：基因突变归纳、特点、表型特点、突变体系、修复
四、基因重组：原核生物的基因重组、真核微生物的基因重组
五、工业微生物育种：诱变育种、代谢调治控制育种、杂交育种、原生质体交融育种；基因工程只作一般介绍
第七章微生物的生态与环境保护
目的要求：本章主要使学生认识微生物的生态分布及在环境保护中的应用，掌握微生物与环境的互有关系，拥有环境保护的微生物的菌群及与环境保护的关系。

重点和难点：微生物与环境生物的关系，微生物在环境保护中的作用，包括微生物有机体、生理机能、遗传基因办理污染介质、修复污染环境、监测环境污染等。

一、微生物在自然界中的分布土壤、水体、空气、工农业产品、正常人体及动物
体上以及极端环境中微生物的分布
二、微生物的生物环境互生、共生、拮抗和寄生的看法和典型实例
三、微生物在自然界物质循环中的作用
四、微生物与环境保护微生物与污水办理；微生物与环境监测
第八章微生物学与现代发酵工业、现代生物制药工业（简介）。

五、课程授课方式与核查方式（宋体五号加粗）
1.授课方式以课堂讲解为主
2.核查方式闭卷考试
六、参照教材及授课参照资料（宋体五号加粗）
参照教材：
杨汝德，《现代工业微生物》（初版），华南理工大学初版社，2006 年参照资料：
[1] 沈萍，《微生物学》（第二版），高等教育初版社，2006 年。

七、实验授课内容与要求
一、实验授课目的和要求
1.侧重微生物学基础实验技术的掌握与提高，战胜盲目追求奇特而忽视基础的倾向；
2.实验课前要预习，明确每次实验的目的与基本步骤；
3.在试验中要有慎重的科学态度，敬爱事实与实验结果，要善于发现新现象；
4.成立亲近合作的作风，包括学生与老师、班与班、组与组、组长与组员之间的亲近配
合。

二、实验内容与基本要求
（一）实验项目一览
实验每组
序号实验项目名称学时实验种类实验室
种类人数1环境中微生物的检测及灭菌器皿的准备3演示型必做30B409 2微生物菌落形态的观察2考据型选做30B409 3细菌简单染色及个体形态的观察4综合型必做30B409 4革兰氏染色4考据型必做30B409 5培养基的配制3演示型必做30B409 6微生物计数的测定3演示型必做30B409 7纯净水中微生物的检测3考据型选做30B409 8酸奶的制作3设计型选做30B409合计34
（二）实验内容及要求
实验一环境中微生物的检测及灭菌器皿的准备
一、实验目的和要求
1.证明实验室与人体表面存在微生物；
2.领悟无菌操作的重要性；
二、仪器设备
操作台，无菌操作台，培养箱，灭菌锅，灭菌棉签，试管架，酒精灯，记号笔和废物缸等。

三、实验资料
肉膏蛋白胨琼脂平板，无菌水。

四、授课方法
讲解为主，演示。

五、实验内容纲要
1.标记；
2.人体表面微生物的检查
3.环境微生物的检查；
4.培养；
5.实验报告
六、注意事项与安全要求
实验二微生物菌落形态的观察
一、实验目的和要求
1.鉴别细菌、酵母菌、放线菌和霉菌四大类微生物的菌落特点；
2.依照菌落的形态特点判断未知菌的种类。

二、仪器设备
接种工具，酒精灯，无菌培养皿多套，电热恒温箱等。

三、实验资料
大肠杆菌、金黄色葡萄球菌，枯草芽孢杆菌、酿酒酵母、粘红酵母
（Rhodotorulagracitis）、热带假丝酵母、细黄链霉菌、灰色链霉菌、黑曲霉、产黄青霉、
球孢白僵菌等细菌的斜面菌种，牛肉膏蛋白胨培养基，马铃薯培养基，高氏 1 号培养基，无菌水。

四、授课方法
讲解。

五、实验内容纲要
1.制备已知菌的单菌落；
2.未知菌落的鉴别；
3.直接观察菌落；
4.实验报告；
六、注意事项与安全要求
实验三细菌简单染色及个体形态的观察
一、实验目的和要求
1.熟练掌握微生物的制片及简单染色技术；
2.牢固显微操作机无菌操作技术；
二、仪器设备
酒精灯，载玻片，盖玻片，显微镜，双层瓶（内装香柏油和二甲苯），擦镜纸，接
种铲，接种环，镊子，载玻片夹子，载玻片支架，玻璃纸，平皿，U 型管，滴管，无菌操作台，培养箱，灭菌锅，试管架，记号笔和废物缸等。

三、实验资料
生理盐水， 50% 乙醇， 20% 甘油，高氏一号培养基，马铃薯琼脂薄层平板等。

四、授课方法
演示。

五、实验内容纲要
1.涂片；
2.干燥；
3.固定；
4.染色
5.水洗；
6.干燥；
7.镜检；
8.实验报告
六、注意事项与安全要求
实验四革兰氏染色
一、实验目的和要求
1.学习掌握革兰氏染色法；
2.认识革兰氏染色原理；
3.固定显微镜操作技术及无菌操作技术；
二、仪器设备
酒精灯，载玻片，盖玻片，显微镜，双层瓶（内装香柏油和二甲苯），擦镜纸，接
种铲，接种环，镊子，载玻片夹子，载玻片支架，玻璃纸，平皿，U 型管，滴管，无菌操作台，培养箱，灭菌锅，试管架，记号笔和废物缸等。

三、实验资料
大肠杆菌营养琼脂斜面，金黄色葡萄糖球菌培养物，革兰氏染色液，草酸铵结晶紫
染液，卢氏碘液，95% 乙醇，番红复染液。

四、授课方法
演示。

五、实验内容纲要
1.制片；
2.初染；
3.媒染；
4.脱色；
5.复染；
6.镜检；
7.实验报告
六、注意事项与安全要求
实验五培养基的配制
一、实验目的和要求
1.学习掌握培养基的配制原理；
2.掌握配制培养基的一般方法和步骤；
二、仪器设备
试管，三角瓶，烧杯，量筒，培养基分装器，天平，PH 试纸，棉花，牛皮纸，麻绳，纱布，载玻片支架，灭菌锅，试管架，记号笔和废物缸等。

三、实验资料
牛肉膏，蛋白胨，氯化钠，可溶性淀粉，硝酸钾，磷酸氢二钾，硫酸镁，硫酸亚铁，磷酸二氢钾，葡萄糖，孟加拉红，链霉素，氢氧化钠，氯化氢。

四、授课方法
演示。

五、实验内容纲要
1.称量；
2.溶化；
3.调 pH ；
4.过滤；
5.分装；
6.加塞；
7.包扎；
8.灭菌；
9.搁置斜面；
10.无菌检查；
11.实验报告
六、注意事项与安全要求
实验六微生物计数的测定
一、实验目的和要求
学习掌握使用血球技术板测定微生物细胞或孢子数量的方法；
二、仪器设备
一般光学显微镜，血球计数板，凹载玻片，盖玻片，擦镜纸，软布，接种环，酒精灯等。

三、实验资料
香柏油，二甲苯，生理盐水，凡士林，酿酒酵母，米曲霉。

四、授课方法
讲解，演示。

五、实验内容纲要
1.菌悬液制备；
2.检查血球计数板；
3.加样品；
4.显微镜技术；
5.冲刷；
6.实验报告；
六、注意事项与安全要求
实验 7 纯水中微生物的检测
一、实验目的和要求
1.学习水样的采集方法，检测水中细菌总数和总大肠杆菌群的方法；
2.认识水质议论的微生物学卫生标准，理解其应用的重要性；
二、仪器设备
操作台，无菌操作台，培养箱，灭菌锅，显微镜，载玻片，灭菌三角瓶，灭菌吸管，灭菌试管，滤膜，烧杯等。

三、实验资料
肉膏蛋白胨琼脂平板，乳糖蛋白胨发酵管，伊红美蓝琼脂培养基，革兰氏染色液，微生物检测试剂纸，无菌水等。

四、授课方法
演示。

五、实验内容纲要
1.取样；
2.菌落计数
3.实验报告
六、注意事项与安全要求
实验 8 酸奶的制作
一、实验目的和要求
1.学习实验室制作酸奶的方法；
二、仪器设备
操作台，无菌操作台，培养箱，无菌三角瓶，灭菌锅，灭菌棉签，试管架，酒精灯，记号笔和废物缸等。

三、实验资料
市售酸乳，牛奶（或奶粉）等。

四、授课方法
演示。

五、实验内容纲要
1.配制；
2.灭菌
3.接种；
4.发酵；
5.后酵
6实验报告
六、注意事项与安全要求
三、实验教材
沈萍、陈向东，微生物学实验，高等教育初版社，2007 年 11 月。

四、核查方式
其中卷面成绩的20%。