《工业微生物学》课程教学资源（教案讲义）第三章 真微生物结构功能

工业微生物学教案-2020版第七授课单元一、教学目的通过该授课单元的学习，要求学生了解真核微生物和真菌所包括的主要类群，熟悉真核生物的细胞构造，掌握真核生物与原核生物的主要差别熟悉单细胞真菌一一酵母菌的细胞形态和大小、细胞结构、繁殖方式、生活史、菌落特征，并了解工业上常见的有益和有害的酵母菌。二、教学内容第三章真核微生物的形态、构造和功能第一节真核微生物的概述第二节酵母菌一、分布及与人类关系二、细胞形态与构造三、酵母菌的繁殖方式和生活史四、酵母菌的菌落五、工业生产上常见的有益和有害的酵母菌三、教学重点、难点及其处理重点：1.真核生物的定义、细胞构造和生物学特性（1）定义：是一大类进化程度较高，细胞核具有核膜，能进行有丝分裂，细胞质中存在线粒体或同时存在叶绿体等细胞器的生物。（2）真核生物的细胞结构：放在介绍酵母菌和霉菌相关章节中介绍。（3）真核生物与原核生物的比较：真核生物在一系列生物学特性上均与原核生物有着明显的不同，主要差别如细胞核是真核或是原核；具膜细胞器的有无；细胞壁的成分是纤维素、几丁质还是肽聚糖、假肽聚糖；鞭毛的构造是复

工业微生物学教案-2020 版 第七授课单元 一、教学目的 通过该授课单元的学习，要求学生了解真核微生物和真菌所包括的主要类群， 熟悉真核生物的细胞构造，掌握真核生物与原核生物的主要差别；熟悉单细胞真 菌——酵母菌的细胞形态和大小、细胞结构、繁殖方式、生活史、菌落特征，并 了解工业上常见的有益和有害的酵母菌。 二、教学内容 第三章 真核微生物的形态、构造和功能 第一节 真核微生物的概述 第二节 酵母菌 一、分布及与人类关系 二、细胞形态与构造 三、酵母菌的繁殖方式和生活史 四、酵母菌的菌落 五、工业生产上常见的有益和有害的酵母菌 三、教学重点、难点及其处理 重点： 1．真核生物的定义、细胞构造和生物学特性 （1）定义：是一大类进化程度较高，细胞核具有核膜，能进行有丝分裂， 细胞质中存在线粒体或同时存在叶绿体等细胞器的生物。 （2）真核生物的细胞结构：放在介绍酵母菌和霉菌相关章节中介绍。 （3）真核生物与原核生物的比较：真核生物在一系列生物学特性上均与原 核生物有着明显的不同，主要差别如细胞核是真核或是原核；具膜细胞器的有 无；细胞壁的成分是纤维素、几丁质还是肽聚糖、假肽聚糖；鞭毛的构造是复

杂还是简单；以及细胞体积的大小等。真核生物的细胞器都有完整的膜包围，如内质网、高尔基体、溶酶体、微体、线粒体和叶绿体等，而其细胞核更是发展到有膜包裹、具精巧染色体构造，其中的双链DNA长链还与组蛋白密切结合，成为结构十分精巧的遗传功能单位（通过列表的方式比较真核生物与原核生物的主要差别）。2．真核微生物和真菌所包括的主要类群真核微生物主要包括属于植物界的微藻、属于动物界的原生动物和属于菌物界的真菌等微小生物。真菌主要包括酵母菌（单细胞真菌）、霉菌（小型丝状真菌）和蕈菌（能形成大型肉质子实体）。本章重点讨论酵母菌和霉菌。“菌物界”的概念由我国学者裘维蕃1990年提出，指与动物界、植物界相并列的一大群无叶绿体、依靠细胞表面吸收有机养料、细胞壁一般含几丁质的真核微生物。一般包括真菌、粘菌和假菌三类3.酵母菌：（1）定义：是一类能发酵糖类、一般进行出芽繁殖的单细胞真菌，酵母菌不是分类学名词。从进化途径来看，酵母菌是多元的，因此其分类地位有的属于子囊菌类、有的属于半知菌类或担子菌类。酿酒酵母（Sacharomycescerevisiae）是酵母菌的典型代表。（2）分布及与人类的关系：多分布在含糖的偏酸性环境如水果、蔬菜、叶子、树皮等处，及葡萄园和果园土壤中等，因此也称为“糖菌”。酵母是人类的第一种“家养微生物”，用酵母菌酿酒、制作食品已有几千年的历史。酵母菌大多是人类有益微生物，只有少数有害。用于酿造酒类、发酵生产乙醇和甘油、石油脱蜡、单细胞蛋白（SCP）、提取生化药物（核酸、麦角留醇、辅酶A、细胞色素C、核黄素）等。（3）细胞形态与结构：常见的酵母形态为球状、卵圆、椭圆、圆柱单细胞，有的酵母菌子代细胞连在一起成为链状，称为假丝酵母。酵母菌具有典型的真核细胞结构，其细胞壁由甘露聚糖、葡聚糖、蛋白质组成三明治状的“酵母纤维素”，芽痕周围环状分布有几丁质。其细胞膜的磷脂双分子层中嵌杂有留醇（以麦角醇居多）。除存在细胞核和常见的细胞器外，还有特殊的2um质粒

杂还是简单；以及细胞体积的大小等。真核生物的细胞器都有完整的膜包围， 如内质网、高尔基体、溶酶体、微体、线粒体和叶绿体等，而其细胞核更是发 展到有膜包裹、具精巧染色体构造，其中的双链 DNA 长链还与组蛋白密切结 合，成为结构十分精巧的遗传功能单位（通过列表的方式比较真核生物与原核 生物的主要差别）。 2．真核微生物和真菌所包括的主要类群 真核微生物主要包括属于植物界的微藻、属于动物界的原生动物和属于菌 物界的真菌等微小生物。真菌主要包括酵母菌（单细胞真菌）、霉菌（小型丝状 真菌）和蕈菌（能形成大型肉质子实体）。本章重点讨论酵母菌和霉菌。 “菌物界”的概念由我国学者裘维蕃 1990 年提出，指与动物界、植物界相并 列的一大群无叶绿体、依靠细胞表面吸收有机养料、细胞壁一般含几丁质的真 核微生物。一般包括真菌、粘菌和假菌三类。 3．酵母菌： （1）定义：是一类能发酵糖类、一般进行出芽繁殖的单细胞真菌，酵母菌 不是分类学名词。从进化途径来看，酵母菌是多元的，因此其分类地位有的属 于子囊菌类、有的属于半知菌类或担子菌类。酿酒酵母（Sacharomyces cerevisiae ）是酵母菌的典型代表。 （2）分布及与人类的关系：多分布在含糖的偏酸性环境如水果、蔬菜、叶 子、树皮等处，及葡萄园和果园土壤中等，因此也称为“糖菌”。 酵母是人类的第 一种“家养微生物”，用酵母菌酿酒、制作食品已有几千年的历史。酵母菌大多是 人类有益微生物，只有少数有害。用于酿造酒类、发酵生产乙醇和甘油、石油脱 蜡、单细胞蛋白（SCP）、提取生化药物（核酸、麦角甾醇、辅酶 A、细胞色素 C、 核黄素）等。 （3）细胞形态与结构：常见的酵母形态为球状、卵圆、椭圆、圆柱单细 胞，有的酵母菌子代细胞连在一起成为链状，称为假丝酵母。酵母菌具有典型 的真核细胞结构，其细胞壁由甘露聚糖、葡聚糖、蛋白质组成三明治状的“酵母 纤维素”，芽痕周围环状分布有几丁质。其细胞膜的磷脂双分子层中嵌杂有甾醇 （以麦角甾醇居多）。除存在细胞核和常见的细胞器外，还有特殊的 2um 质 粒

（4）繁殖方式：除无性的芽殖或裂殖外，有的还产生各种无性孢子，在一定条件下还能产生子囊孢子进行有性繁殖。酵母菌能否形成子囊孢子以及子囊孢子的数目和形状，除了是鉴定酵母种、属的依据外，在啤酒生产中还用于检验生产菌是否被野生酵母污染，另外，酵母通过杂交育种人工以定向培育新品种的操作中，首先要使二倍体细胞形成通过减数分裂产生单倍体的子囊孢子，并萌发为单倍体营养细胞，只有不同接合型的酵母单倍体细胞间才能发生接合。（5）生活式：酵母菌的生活史存在三种类型：①营养细胞可以以单倍体也可以二倍体形成存在的单、双倍体型，如酿酒酵母；②营养体只能以单倍体形成存在的单倍体型，如八孢裂殖酵母；③营养体只能以双倍体形式存在的双倍体型，如，路德氏酵母。要求学生重点掌握酿酒酵母的生活史。（6）酵母菌的菌落特征：与细菌菌落类似，但一般较细菌菌落大且厚，表面湿润，粘稠，易被挑起，多为乳白色，少数呈红色，个别为黑色。难点：1．酵母菌的三种生活史：说明每种生活史营养体细胞存在的形式，特点及代表菌。第八授课单元一、教学目的该授课单元主要介绍丝状真菌一一霉菌，通过学习要求学生熟悉霉菌菌丝的种类与构造、菌丝体的功能和特化形式、繁殖方式、生活史、菌落特征，了解工业生产中常用的霉菌。二、教学内容第二章原核生物的形态、结构与功能第四节霉菌一、分布及与工业生产的关系二、细胞形态与构造

（4）繁殖方式：除无性的芽殖或裂殖外，有的还产生各种无性孢子，在一 定条件下还能产生子囊孢子进行有性繁殖。酵母菌能否形成子囊孢子以及子囊 孢子的数目和形状，除了是鉴定酵母种、属的依据外，在啤酒生产中还用于检 验生产菌是否被野生酵母污染，另外，酵母通过杂交育种人工以定向培育新品 种的操作中，首先要使二倍体细胞形成通过减数分裂产生单倍体的子囊孢子， 并萌发为单倍体营养细胞，只有不同接合型的酵母单倍体细胞间才能发生接 合。 （5）生活式：酵母菌的生活史存在三种类型：①营养细胞可以以单倍体也 可以二倍体形成存在的单、双倍体型，如酿酒酵母；②营养体只能以单倍体形 成存在的单倍体型，如八孢裂殖酵母；③营养体只能以双倍体形式存在的双倍 体型，如，路德氏酵母。要求学生重点掌握酿酒酵母的生活史。 （6）酵母菌的菌落特征：与细菌菌落类似，但一般较细菌菌落大且厚，表 面湿润，粘稠，易被挑起，多为乳白色，少数呈红色，个别为黑色。 难点： 1．酵母菌的三种生活史：说明每种生活史营养体细胞存在的形式，特点及 代表菌。 第八授课单元 一、教学目的 该授课单元主要介绍丝状真菌——霉菌，通过学习要求学生熟悉霉菌菌丝的 种类与构造、菌丝体的功能和特化形式、繁殖方式、生活史、菌落特征，了解工 业生产中常用的霉菌。 二、教学内容 第二章 原核生物的形态、结构与功能 第四节 霉菌 一、分布及与工业生产的关系 二、细胞形态与构造

三、真菌的繁殖方式四、霉菌的菌落三、教学重点、难点及其处理重点：1．霉菌的定义：“丝状真菌"的统称，不是分类学上的名词。通常指那些菌丝体较发达（在营养基质上形成绒毛状、蜘蛛网状或絮状菌丝体）而又不产生大型子实体的的小型真菌。二型性的真菌：有些真菌尤其是对人和动物致病的真菌，一般是二型的，即存在酵母（Y）和霉菌（M)两种形态。霉菌在自然界中分布及其广泛，在地球生态系统中主要充当分解者的角色，同时也与人类的生产实践密切相关。2.霉菌的形态构造：霉菌营养体的基本单位是菌丝，通常低等真菌（如毛霉属，根霉属）的菌丝为无隔膜菌丝，而高等真菌（如曲霉属，青霉属）的菌丝为有隔膜菌丝。菌丝通过生长形成菌丝体。霉菌菌丝体按生理功能不同，分为两个基本类型，即营养菌丝体和气生菌丝体。重点介绍根霉、毛霉、梨头霉、曲霉和青霉的形态结构（通过绘制形态图，说明其主要的结构特征，如根霉具有假根和匍匐枝，其孢子囊梗生长在与假根相对处；梨头霉也有假根和匍匐枝，但其分生孢子梗生长在与匍匐枝的弓背上，其孢子囊为洋梨形。曲霉具有足细胞和分生孢子头：青霉具有帚状枝）。3.霉菌的繁殖方式：霉菌通过形成各种孢子的方式进行繁殖，霉菌孢子的类型很多，包括无性孢子和有性孢子，前者包括厚垣孢子、节孢子、分生孢子、孢囊孢子等，后者包括接合孢子、子囊孢子、卵孢子、担孢子。无性孢子的形成不经两性细胞配合，只是营养细胞的分裂或营养菌丝的分化（切割）而形成新个体的过程。而有性孢子的形成要经过两个不同接合型的单倍体经过质配、核配形成二倍体和二倍体减数分裂的过程。霉菌的有性繁殖存在两种情况：同一菌体的菌丝自身发生接合称为同宗配合，而两种不同质的菌丝发生的接合称为异宗配合。霉菌的分类，主要根据有性生殖方式的不同。霉菌的有性

三、真菌的繁殖方式 四、霉菌的菌落 三、教学重点、难点及其处理 重点： 1．霉菌的定义：“丝状真菌”的统称，不是分类学上的名词。通常指那些菌 丝体较发达（在营养基质上形成绒毛状、蜘蛛网状或絮状菌丝体）而又不产生 大型子实体的的小型真菌。 二型性的真菌：有些真菌尤其是对人和动物致病的真菌，一般是二型 的，即存在酵母（Y）和霉菌(M)两种形态。 霉菌在自然界中分布及其广泛，在地球生态系统中主要充当分解者的角 色，同时也与人类的生产实践密切相关。 2．霉菌的形态构造：霉菌营养体的基本单位是菌丝，通常低等真菌（如毛 霉属，根霉属）的菌丝为无隔膜菌丝，而高等真菌（如曲霉属，青霉属）的菌 丝为有隔膜菌丝。菌丝通过生长形成菌丝体。霉菌菌丝体按生理功能不同，分 为两个基本类型，即营养菌丝体和气生菌丝体。重点介绍根霉、毛霉、梨头 霉、曲霉和青霉的形态结构（通过绘制形态图，说明其主要的结构特征，如根 霉具有假根和匍匐枝，其孢子囊梗生长在与假根相对处；梨头霉也有假根和匍 匐枝，但其分生孢子梗生长在与匍匐枝的弓背上，其孢子囊为洋梨形。曲霉具 有足细胞和分生孢子头；青霉具有帚状枝）。 3．霉菌的繁殖方式：霉菌通过形成各种孢子的方式进行繁殖，霉菌孢子的 类型很多，包括无性孢子和有性孢子，前者包括厚垣孢子、节孢子、分生孢 子、孢囊孢子等，后者包括接合孢子、子囊孢子、卵孢子、担孢子。无性孢子 的形成不经两性细胞配合，只是营养细胞的分裂或营养菌丝的分化（切割）而 形成新个体的过程。而有性孢子的形成要经过两个不同接合型的单倍体经过质 配、核配形成二倍体和二倍体减数分裂的过程。霉菌的有性繁殖存在两种情 况：同一菌体的菌丝自身发生接合称为同宗配合，而两种不同质的菌丝发生的 接合称为异宗配合。霉菌的分类，主要根据有性生殖方式的不同。霉菌的有性

繁殖不如无性繁殖那么经常与普遍，多发生在特定条件下，往往在自然条件下较多，在一般培养基上不常见。4.霉菌的菌落特征：霉菌和放线菌都以菌丝生长，都产生孢子，所以，两者的菌落在很多方面存在相似性，如干燥，正反颜色常不一致。但霉菌菌丝比放线菌粗约10倍，因此，霉菌菌落较大、质地蔬松，呈絮状、蜘蛛网状、绒毛状或地毯状，而放线菌的菌落通常较小，质地紧密。在介绍霉菌菌落时，注意与放线菌菌落的比较，并以作业的形式要求学生对已学过的四大类常见微生物即细菌、放线菌、酵母菌和霉菌的菌落特征作综合比较难点：1.菌丝体的功能和特化形式：营养菌丝和气生菌丝对不同的真菌来说，在它们的长期进化过程中，对于相应的环境条件已有了高度的适应性，并明显地表现在产生各种形态和功能不同的特化结构上。特化的营养菌丝包括吸收营养功能的假根和吸器，具有附着功能的附着胞和附着枝，具休眠作用的菌核和菌索，起延伸作用的葡匐枝，具捕食线虫作用的菌环和菌网。特化的气生菌丝则称为子实体，包括分生孢子头、孢子囊、分生孢子器、分生孢子座、分生孢子盘、担子以及几种子囊果等。在这些子实体上，可产生各种形式的孢子，包括无性的分生孢子、孢囊孢子和游动孢子等，有性的卵孢子、接合孢子、子囊孢子和担孢子等。该部分内容包括很多不同的结构名称，学生会感觉乱和不易理解，在介绍时首先介绍营养菌丝的各种特化形式，将不同的特化形式与其功能结合起来讲，另外，将某种特化形成与常见的霉菌联系起来，如根霉和梨头霉具有假根和匍甸枝。这样可便于理解和记忆。在介绍气生菌丝特化的各种子实体时，重点介绍常见的霉菌如根霉、毛霉、梨头霉、曲霉和青霉的子实体形式及其无性和有性孢子的种类，如根霉、毛霉和梨头霉具有孢子囊，产生无性的孢囊孢子，其有性孢子为接合孢子；曲霉和青霉的子实体为分生孢子头和帚状枝，其无性孢子为分生孢子，有性孢子为子囊孢子

繁殖不如无性繁殖那么经常与普遍，多发生在特定条件下，往往在自然条件下 较多，在一般培养基上不常见。 4. 霉菌的菌落特征：霉菌和放线菌都以菌丝生长，都产生孢子，所以，两者 的菌落在很多方面存在相似性，如干燥，正反颜色常不一致。但霉菌菌丝比放线 菌粗约 10 倍，因此，霉菌菌落较大、质地疏松，呈絮状、蜘蛛网状、绒毛状或 地毯状，而放线菌的菌落通常较小，质地紧密。在介绍霉菌菌落时，注意与放线 菌菌落的比较，并以作业的形式要求学生对已学过的四大类常见微生物即细菌、 放线菌、酵母菌和霉菌的菌落特征作综合比较。 难点： 1.菌丝体的功能和特化形式：营养菌丝和气生菌丝对不同的真菌来说，在 它们的长期进化过程中，对于相应的环境条件已有了高度的适应性，并明显地 表现在产生各种形态和功能不同的特化结构上。特化的营养菌丝包括吸收营养 功能的假根和吸器，具有附着功能的附着胞和附着枝，具休眠作用的菌核和菌 索，起延伸作用的匍匐枝，具捕食线虫作用的菌环和菌网。特化的气生菌丝则 称为子实体，包括分生孢子头、孢子囊、分生孢子器、分生孢子座、分生孢子 盘、担子以及几种子囊果等。在这些子实体上，可产生各种形式的孢子，包括 无性的分生孢子、孢囊孢子和游动孢子等，有性的卵孢子、接合孢子、子囊孢 子和担孢子等。该部分内容包括很多不同的结构名称，学生会感觉乱和不易理 解，在介绍时首先介绍营养菌丝的各种特化形式，将不同的特化形式与其功能 结合起来讲，另外，将某种特化形成与常见的霉菌联系起来，如根霉和梨头霉 具有假根和匍匐枝。这样可便于理解和记忆。在介绍气生菌丝特化的各种子实 体时，重点介绍常见的霉菌如根霉、毛霉、梨头霉、曲霉和青霉的子实体形式 及其无性和有性孢子的种类，如根霉、毛霉和梨头霉具有孢子囊，产生无性的 孢囊孢子，其有性孢子为接合孢子；曲霉和青霉的子实体为分生孢子头和帚状 枝，其无性孢子为分生孢子，有性孢子为子囊孢子