GD0U-B-11-213 《微生物生理学》课程教学大纲 课程综号 学分3总学时54理论54实验/上机0☐ 英文课程名 Microbial Physiolog 开课院（系）农学院开课系 生物技术 修订时间年月 课程简介 微生物生理学是研究实验与自然条件下微生物新陈代谢活动的特点与规律的学科，是生物学中 重要的理论教学课程之一。微生物分布极广泛，其生理活动、新陈代谢独特。本课程内容较广泛，与 普通生理学以及动植物生理学有很大的差异。本课程系统阐述微生物自身普遍、特殊的生理活动方式 与规律，介绍微生物细胞的精细结构、新陈代谢、生物大分子的合成与分解及其调节控制：微生物的 生长、繁殖以及影响其生长繁殖的种种因素。微生物生理学与生产实际密切相关。各种微生物发酵生 产均离不开微生物生理学知识，工业生产也促进了微生物生理学的发展。随若生物技术的发展，人们 利用微生物的生长代谢过程的前体物、中间产物以及终产物，得到有益于人类的生物制品 课程大纲 一、课程的性质与任务： 微生物生理学是研究实验与自然条件下微生物新陈代谢活动的特点与规律的学科，是生物学中 重要的理论教学课程之一。微生物生理学课程主要是系统阐述微生物自身普遍的以及特殊的生理活动 方式与规律，介绍微生物细胞的精细结构：细胞的新陈代谢、生物大分子的合成与分解及其调节控制 微生物的生长、繁殖以及影响其生长繁殖的种种因素。微生物的发育与分化是近些年发展很快的内容 之一，本课程将详细地介绍最近的研究进展。 微生物生理学与生产实际密切相关。各种微生物发酵生产均离不开微生物生理学知识，另一方面 工业生产也促进了微生物生理学的发展。随若生物技术的发展，人们利用微生物的生长代谢过程的前 体物、中间产物以及终产物，得到有益于人类与环境的生物制品。因此，本课程将结合生产实际，较 多的介绍相关研究方法和生产技术。使学生能详细地了解微生物的生理活动特点与规律，掌握微生物 生理学的基础理论知识，为今后运用这些知识进一步研究与开发微生物哭定良好的基础。 二、课程的目的与基本要求： 本课程将结合生产实际，较多的介绍相关研究方法和生产技术。使学生能详细地了解微生物的生 理活动特点与规律，掌握微生物生理学的基础理论知识，为今后运用这些知识 一步研究与开发微 物奠定良好的基础。保证和加强微生物生理学的基础理论、基本知识的训练，使学生掌握微生物生理 学的系统知识并能在实践中加以运用。为学生进一步学习后继课程打下良好的基础。通过课程内容讲 授和微生物生理学研究方法的介绍，培养学生的辨证唯物主义观点。 三、面向专业 生物技术专业 四、先修课程： 普通微生物学、生物化学、普通生理学。 五、本课程与其它课程的联系： 微生物工程等课程的先行课。 六、教学内容安排、要求 学时分配及作业： 绪论(2学时) [目的要求] 了解微生物生理学：明确微生物生理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： 激发学生的学习兴趣和明确肩负的重任
《微生物生理学》课程教学大纲 课程编号 学分 3 总学时 54 理论 54 实验/上机 0 英文课程名 Microbial Physiology 开课院（系） 农学院 开课系 生物技术 修订时间 年 月 日 课 程 简 介 微生物生理学是研究实验与自然条件下微生物新陈代谢活动的特点与规律的学科, 是生物学中 重要的理论教学课程之一。微生物分布极广泛，其生理活动、新陈代谢独特。本课程内容较广泛，与 普通生理学以及动植物生理学有很大的差异。本课程系统阐述微生物自身普遍、特殊的生理活动方式 与规律，介绍微生物细胞的精细结构、新陈代谢、生物大分子的合成与分解及其调节控制；微生物的 生长、繁殖以及影响其生长繁殖的种种因素。微生物生理学与生产实际密切相关。各种微生物发酵生 产均离不开微生物生理学知识，工业生产也促进了微生物生理学的发展。随着生物技术的发展，人们 利用微生物的生长代谢过程的前体物、中间产物以及终产物，得到有益于人类的生物制品。 课 程 大 纲 一、课程的性质与任务： 微生物生理学是研究实验与自然条件下微生物新陈代谢活动的特点与规律的学科, 是生物学中 重要的理论教学课程之一。微生物生理学课程主要是系统阐述微生物自身普遍的以及特殊的生理活动 方式与规律，介绍微生物细胞的精细结构；细胞的新陈代谢、生物大分子的合成与分解及其调节控制； 微生物的生长、繁殖以及影响其生长繁殖的种种因素。微生物的发育与分化是近些年发展很快的内容 之一，本课程将详细地介绍最近的研究进展。 微生物生理学与生产实际密切相关。各种微生物发酵生产均离不开微生物生理学知识，另一方面 工业生产也促进了微生物生理学的发展。随着生物技术的发展，人们利用微生物的生长代谢过程的前 体物、中间产物以及终产物，得到有益于人类与环境的生物制品。因此，本课程将结合生产实际，较 多的介绍相关研究方法和生产技术。使学生能详细地了解微生物的生理活动特点与规律，掌握微生物 生理学的基础理论知识，为今后运用这些知识进一步研究与开发微生物奠定良好的基础。 二、课程的目的与基本要求： 本课程将结合生产实际，较多的介绍相关研究方法和生产技术。使学生能详细地了解微生物的生 理活动特点与规律，掌握微生物生理学的基础理论知识，为今后运用这些知识进一步研究与开发微生 物奠定良好的基础。保证和加强微生物生理学的基础理论、基本知识的训练，使学生掌握微生物生理 学的系统知识并能在实践中加以运用。为学生进一步学习后继课程打下良好的基础。通过课程内容讲 授和微生物生理学研究方法的介绍，培养学生的辨证唯物主义观点。 三、面向专业： 生物技术专业 四、先修课程: 普通微生物学、生物化学、普通生理学。 五、本课程与其它课程的联系： 微生物工程等课程的先行课。 六、教学内容安排、要求、学时分配及作业： 绪论 （2 学 时） [目的要求] 了解微生物生理学；明确微生物生理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； 激发学生的学习兴趣和明确肩负的重任。 GDOU-B-11-213
[教学内容] 第一节微生物生理学定义(A) 第二节微生物生理学的发展(C) 第三节微生物 理学的主要研究内容和常用技术与方法(B》 第四节微生物生理学与其它学科的联系(C) 第二章徽生物细胞的结构与功能(10学时) [目的要求] 了解真核生物与原核生物细胞结构及其功能 ,要求掌握新的生物进化树的关键，理解微生物在生 物进化的地位。同时认识微生物的紫膜在现代计算机中的作用。 [教学内容] 第一节微生物细胞的化学组成(1学时) 生物元素(C)、生物大分子(B) 第二节微生物细胞表面附属物、细胞壁的结构与功能 (3学时) 鞭毛、菌毛和性毛(A) 荚膜和粘液层(A)、细菌的细胞壁(A)、古细菌的细胞壁(B) 真菌的细胞壁(B)、藻类的细胞壁(C) 第三节原生质膜(1学时) 化学组成(C)、膜的结构与功能(A)、嗜盐菌视紫质膜在生物芯片中的应用价值与前景(B) 第四节微生物的遗传物质(2学时) 原核生物基因组以及遗传物质()、真核生物基因组(B) 第五节核蛋白体(1学时) 原核生物核蛋白体(B)、真核生物核蛋白体(B)】 第六节细胞内膜系统(1学时) 核生物细胞内膜系统(B)、直核生物细胞内膜系统(A) 第七节特殊内含体与贮存物质颗粒(1学时) 空气泡囊、磁性颗粒、细菌的内生孢子、贮存物质颗粒、可溶性细胞物质(B) 第三章微生物的营养(6学时) 第一节营养物质(2学时) 源(B)、无机盐和微量元素(B)、生长因子(A)、能源、水(B) 第二节微生物的 营养类型( 字时 营养类型的概念(B)、微生物的营养类型(A)》 第三节微生物的营养物质的吸收和运输(2学时) 物质吸收的方式及影响物质吸收的因素(A)大分子营养物质的吸收与分泌(B)小分子营养 物质吸收与云给的类型和机理(B) 第四节营养物质运输的调节(1学时 第四章异养微生物的能量代谢(10学时) 第一节新陈代谢的概念与微生物代谢的特点(B)(1学时) 第二节化能异养菌的糖代谢和能量代谢 (3学时) D途径(A)、磷酸解酮酶途径(A) 第三节 (1学时 葡萄糖发酵途径、发酵类型、其他单糖的分解(B) 第四节呼吸作用(1学时)
[教学内容] 第一节 微生物生理学定义（A） 第二节 微生物生理学的发展（C） 第三节 微生物生理学的主要研究内容和常用技术与方法（B） 第四节 微生物生理学与其它学科的联系（C） 第二章 微生物细胞的结构与功能 （10 学时） [目的要求] 了解真核生物与原核生物细胞结构及其功能，要求掌握新的生物进化树的关键，理解微生物在生 物进化的地位。同时认识微生物的紫膜在现代计算机中的作用。 [教学内容] 第一节 微生物细胞的化学组成 （1 学时） 生物元素（C）、生物大分子（B） 第二节 微生物细胞表面附属物、细胞壁的结构与功能 （3 学时） 鞭毛、菌毛和性毛（A）、荚膜和粘液层（A）、细菌的细胞壁（A）、古细菌的细胞壁（B）、 真菌的细胞壁（B）、藻类的细胞壁（C） 第三节 原生质膜 （1 学时） 化学组成（C）、膜的结构与功能（A）、嗜盐菌视紫质膜在生物芯片中的应用价值与前景（B） 第四节 微生物的遗传物质（2 学时） 原核生物基因组以及遗传物质（A）、真核生物基因组（B） 第五节 核蛋白体（1 学时） 原核生物核蛋白体（B）、真核生物核蛋白体（B） 第六节 细胞内膜系统（1 学时） 核生物细胞内膜系统（B）、真核生物细胞内膜系统（A） 第七节 特殊内含体与贮存物质颗粒（1 学时） 空气泡囊、磁性颗粒、细菌的内生孢子、贮存物质颗粒、可溶性细胞物质（B） 第三章 微生物的营养 （6 学时） 第一节 营养物质 （2 学时） 碳源（B）、氮源（B）、无机盐和微量元素（B）、生长因子（A）、能源、水（B） 第二节 微生物的营养类型（1 学时） 营养类型的概念（B）、微生物的营养类型（A） 第三节 微生物的营养物质的吸收和运输 （2 学时） 物质吸收的方式及影响物质吸收的因素（A）大分子营养物质的吸收与分泌（B）小分子营养 物质吸收与运输的类型和机理（B） 第四节 营养物质运输的调节（1 学时） 第四章 异养微生物的能量代谢 （10 学时） 第一节 新陈代谢的概念与微生物代谢的特点（B） （1 学时） 第二节 化能异养菌的糖代谢和能量代谢 （3 学时） EMP 途径（A）、 ED 途径（A）、磷酸解酮酶途径（A） 第三节 发酵 （1 学时） 葡萄糖发酵途径、发酵类型、其他单糖的分解（B） 第四节 呼吸作用 （ 1 学时）
有氧呼吸、无氧呼吸 第五节天然多聚物的氧化分解(1学时) 含氮化合物的分解、脂类物质的分解、芳香组化合物的分解、碳氢化合物的分解、内源性代 谢物的分解(C 第六节异养微生物的产能(3学时) 基质水平磷酸化、电子传递水平磷酸化(A) 第五章自养微生物的能量代谢(4学时) 第一节自养微生物的生物氧化(1学时) 氢细菌、硫细菌、硝化细菌、铁细菌、产甲烷细菌的生物氧化() 第二节光合细菌的能量转换(2学时) 光合微生物类群及一般特征(A)、光合色素及单位(B)、光反应中心(A) 光合申子传递链(A) 第三节光能转化(1学时) 色细南、绿色细菌、蓝藻细南、嗜盐细菌的光能转换、光合细南的应用(C) 第六章徽生物的合成代谢(8学时) 第一节生物合成速率与ATP的利用(1学时) 原力的产生(A) 小分子前体碳等物质的产生(B)、生物合成速率与ATP的利用(A) 第二 二氧化碳的周定(2学时 自养、异养型CO,的固定(A) 第三节糖的生物合成(1学时) 单糖、多糖(B)、细茵细胞壁的合成(A) 第四节脂类物质的生物合成(1学时) 脂肪酸、脂肪和磷脂、烯及其有关化合物的合成(C) 第五节生物固氮(2学时) 固氮微生物(B)、固氮的生物化学与固氮体系(A)、固氮酶促反应及催化机理(A)、固氮 酶的防氧保护(A)、固氮产物的同化(B) 第六节氨基酸和核苷酸的生物合成(1学时) 硝酸还原、氨的吸收、硫酸盐的还局 氨基酸的生物合成(B)、卟啉化合物的生物合成、核 苷酸的生物合成、吡略环及其有关化合物的合成(C) 第七章徽生物的次级代谢(2学时) 第一节次级代谢的概念及其它(B) 第二节次级代谢产物的生物合成途径(B) 第三节次生代谢的： 特 B 第四节次生代谢的生理作用(A) 第八章微生物代谢的调节(2学时) 第一节代谢调节的方式(B) 二节合成调节 合成的诱导 (B 、合成的阻過(B)、酶合成机理操纵子学说(A) 第三节酶活性的调节 激活(B)、抑制(B)、酶活性调节的机制 第九章微生物的生长、繁殖与环境(5学时)
有氧呼吸、无氧呼吸 第五节 天然多聚物的氧化分解 （1 学时） 含氮化合物的分解、脂类物质的分解、芳香组化合物的分解、碳氢化合物的分解、内源性代 谢物的分解（C） 第六节 异养微生物的产能 （3 学时） 基质水平磷酸化、电子传递水平磷酸化（A） 第五章 自养微生物的能量代谢 （4 学时） 第一节 自养微生物的生物氧化（1 学时） 氢细菌、硫细菌、硝化细菌、铁细菌、产甲烷细菌的生物氧化（A） 第二节 光合细菌的能量转换（2 学时） 光合微生物类群及一般特征（A）、光合色素及单位（B）、光反应中心（A） 光合电子传递链（A） 第三节 光能转化（1 学时） 色细菌、绿色细菌、蓝藻细菌、嗜盐细菌的光能转换、光合细菌的应用（C） 第六章 微生物的合成代谢 （8 学时） 第一节 生物合成速率与 ATP 的利用（1 学时） 还原力的产生（A）、小分子前体碳等物质的产生（B）、生物合成速率与 ATP 的利用（A） 第二节 二氧化碳的固定（2 学时） 自养、异养型 CO2 的固定（A） 第三节 糖的生物合成（1 学时） 单糖、多糖（B）、细菌细胞壁的合成（A） 第四节 脂类物质的生物合成 （1 学时） 脂肪酸、脂肪和磷脂、萜烯及其有关化合物的合成（C） 第五节 生物固氮（2 学时） 固氮微生物（B）、固氮的生物化学与固氮体系（A）、固氮酶促反应及催化机理（A）、固氮 酶的防氧保护（A）、固氮产物的同化（B） 第六节 氨基酸和核苷酸的生物合成（1 学时） 硝酸还原、氨的吸收、硫酸盐的还原、氨基酸的生物合成（B）、卟啉化合物的生物合成、核 苷酸的生物合成、吡咯环及其有关化合物的合成（C） 第七章 微生物的次级代谢 （2 学时） 第一节 次级代谢的概念及其它（B） 第二节 次级代谢产物的生物合成途径（B） 第三节 次生代谢的特点（B） 第四节 次生代谢的生理作用（A） 第八章 微生物代谢的调节 （2 学时） 第一节 代谢调节的方式（B） 第二节 酶合成调节 合成的诱导（B）、合成的阻遏（B）、酶合成机理操纵子学说（A） 第三节 酶活性的调节 激活（B）、抑制（B）、 酶活性调节的机制 第九章 微生物的生长、繁殖与环境 （5 学时）
第一节单细胞微生物的生长 细菌个体的生长(B)、细菌群体的生长(A)、酵母菌的生长(B) 第二节丝状真菌和放线菌的生长(C) 第三节微生物的培养 同步培养(A)、连续培养(A 第四节微生物生长与环境的关系 环境因子对生长的影响(C)、微生物对环境的反映(C) 第十章徽生物分化与发育(2学时) 第一节营养体分化 第二节芽孢杆菌孢子形成 第三节多细胞结构与分化 1.粘细菌的分化 2,网柄粘菌的分化 第十 一章MICROBIAL STRESS RESPONSES (3学时 第一节渗透压和渗透调节(Osmotic Stress and0smo-regulation) 高渗透压、低渗透压、渗透性控制的基因表达 第二节有氧、无氧的转换(Aerobic to Anaerobic Transitions) Formate Nitrate Regulation,Nitrate Response ArcAB System 节微生物的环境胁迫 赁迫oxidntive Stre tros and eid Tolernce、Theranl Stress the Heat Shock Response,Nutrient Stress and the Starvation-Stress Response,Stringent Control and Extremophiles 七、实验名称与类别： 八、实验目的、内容与要求 九、教材与参考书： 本课程选用数材 李季伦主编：微生物生理学，北京农业大学出版社，1988。 本课程推荐参考书： 焦瑞身主编，微生物工程，化学工业出版社，2003年： 陶文沂主编，工业微生物生理与遗传有种学，中国轻工业出版社，1997年： 刘志恒主编，现代微生物学，科学出版社，2002年。 Albert G.Moat,MICROBIAL PHYSIOLOGY 44 A JOHN WILEY SONS,INC., PUBL ICATION 2002 十、本课程理论课及实验课的考核方式： 理论课考核方式： 本课程为考查课，以闭卷考试、课程论文、作业、课堂讨论等形式进行考核。 执笔：易润华 审 批准人 时间：2006-11-10
第一节 单细胞微生物的生长 细菌个体的生长（B）、细菌群体的生长（A）、 酵母菌的生长（B） 第二节 丝状真菌和放线菌的生长（C） 第三节 微生物的培养 同步培养（A）、连续培养（A） 第四节 微生物生长与环境的关系 环境因子对生长的影响（C）、微生物对环境的反映（C） 第十章 微生物分化与发育 （2 学时） 第一节 营养体分化 第二节 芽孢杆菌孢子形成 第三节 多细胞结构与分化 1. 粘细菌的分化 2. 网柄粘菌的分化 第十一章 MICROBIAL STRESS RESPONSES （3 学时） 第一节 渗透压和渗透调节（Osmotic Stress and Osmo-regulation） 高渗透压、低渗透压、渗透性控制的基因表达 第二节 有氧、无氧的转换（Aerobic to Anaerobic Transitions） Formate Nitrate Regulation 、Nitrate Response 、ArcAB System 第三节 微生物的环境胁迫 氧胁迫 Oxidative Stress 、pH Stress and Acid Tolerance、Thermal Stress and the Heat Shock Response 、 Nutrient Stress and the Starvation—Stress Response 、 Stringent Control and Extremophiles 七、实验名称与类别: 无 八、实验目的、内容与要求 无 九、教材与参考书： 本课程选用教材: 李季伦主编：微生物生理学，北京农业大学出版社，1988。 本课程推荐参考书: 焦瑞身主编，微生物工程，化学工业出版社，2003 年； 陶文沂主编，工业微生物生理与遗传育种学，中国轻工业出版社，1997 年； 刘志恒主编，现代微生物学，科学出版社，2002 年。 Albert G. Moat 等，MICROBIAL PHYSIOLOGY 4 Ed A JOHN WILEY & SONS, INC., PUBLICATION，2002 十、本课程理论课及实验课的考核方式: 理论课考核方式： 本课程为考查课，以闭卷考试、课程论文、作业、课堂讨论等形式进行考核。 执笔:易润华 审核: 批准人: 时间:2006-11-10
