食品微生物學(xué)各章課程內(nèi)容精簡版

1、食品微生物學(xué)課程內(nèi)容精簡版第一章 緒 論 第一節(jié) 一、微生物：微生物是指所有形體微小，具有單細胞或簡單的多細胞結(jié)構(gòu)，或沒有細胞結(jié)構(gòu)的一群最低等的生物。二、微生物的特點1.種類多 2.分布廣 3.繁殖快 4.容易培養(yǎng) 5.代謝強 6.易變異第二節(jié)食品微生物學(xué)發(fā)展巴斯德的突出貢獻： 1徹底否定了自然發(fā)生說(鵝頸瓶實驗) 2證明發(fā)酵是由微生物引起的 3.創(chuàng)立了巴氏消毒法（6065，30 min） 4預(yù)防接種提高機體免疫功能柯赫的功績： 1第一個發(fā)明了微生物的純培養(yǎng)。 2創(chuàng)立了某一微生物是否為相應(yīng)疾病的病原基本原則柯赫法則。第三節(jié)微生物的命名與分類 一、微生物的命名“雙名法”（binomial nom

2、enclature）1.雙名法的組成：拉丁文屬名種名（命名人及發(fā)表年）名詞形容詞屬名首字母大寫 Sacchatomyces cerebisiae Hansen 漢遜啤酒酵母屬名種名人名斜體斜體正體2.屬名的確定微生物的主要形態(tài)、生理特征、研究者的人名等。3.種名的確定 微生物的顏色、形狀、用途、地名、人名等。4.不用種名時的表示法屬名 sp. (單數(shù))屬名 spp.（復(fù)數(shù)）二、微生物的分類（1）種(species)：代表一群在形態(tài)和生理方面彼此非常相似或性狀間差別微小的個體。 伯杰氏定義：凡是與典型培養(yǎng)菌(type culture)密切相同的其它培養(yǎng)菌統(tǒng)一起來區(qū)分成為細菌的一個種。伯杰氏分類系

3、統(tǒng)：是針對原核生物界的，把許多具有細胞形態(tài)，但核結(jié)構(gòu)極不完整細胞結(jié)構(gòu)也與真核生物的細胞不相同的低等有機體都歸屬于這一界。菌株（strain）又稱品系：表示任何由一個獨立分離的單細胞（或單個病毒粒）繁殖而成的純遺傳型群體及其一切后代。一種微生物的每一不同來源的純培養(yǎng)物（pure culture）或純分離物（pure isolate）均可稱為某菌種的一個株。三、微生物的分類依據(jù)形態(tài)特征、培養(yǎng)特征、生理特性、血清反應(yīng)、噬菌體敏感性、細胞壁成分、核酸含量。第二章 原核微生物的形態(tài)、結(jié)構(gòu)與功能1、原核生物（prokaryotes，包括真細菌和古生菌）：細胞的細胞核不具核膜、核物質(zhì)裸露，不進行有絲分裂。

4、如細菌、放線菌、立克次氏體、藍細菌。2、真核生物（eukaryotic microorganism）：細胞的細胞核有核膜，進行有絲分裂。真菌、大多數(shù)藻類、原生動物以及高等動、植物均為真核生物。3、非細胞型生物(acellular microorganism)：沒有細胞結(jié)構(gòu)，指的是各種病毒。 第一節(jié) 細菌 一、細菌的個體形態(tài)和染色細菌的個體形態(tài)球菌、桿菌、螺旋菌 1.球菌（Coccus）(1)單球菌 (2)雙球菌 (3)鏈球菌 (4)四聯(lián)球菌 (5)八疊球菌 (6)葡萄球菌2.桿菌（Bacillus）桿菌的細胞形態(tài)比球菌復(fù)雜，有直桿狀、彎桿狀、短桿狀、長桿狀、棒桿狀、梭桿狀和分支狀等。3.螺旋菌

5、（Spirilla）螺旋菌大多是病原菌，細胞呈螺旋狀，但不同的菌體，在長度、彎曲度、螺旋度、螺旋形式和螺距等方面有顯著差別，可細分為3種形態(tài)：1.弧菌2.螺旋菌3.螺旋體細菌的形態(tài)明顯地受環(huán)境條件的影響，如培養(yǎng)溫度、時間，培養(yǎng)基的組成與濃度等發(fā)生改變，均會引起形態(tài)的改變。一般幼齡較正常、整齊，在不正常條件下，細胞常出現(xiàn)不正常形態(tài)，如梨形、分枝、絲狀等異常形態(tài)，條件適宜可恢復(fù)原狀。 畸形：由物化因素引起，如溫度、時間等。 異常形態(tài) 衰頹形：由衰老、營養(yǎng)缺乏等引起。 二、細菌的個體大小量度細菌大小的單位是m（微米，即10-6 m），而量度其亞細胞結(jié)構(gòu)則要用nm（納米，即10-9m）作單位。三、細菌

6、細胞的結(jié)構(gòu)與功能基本結(jié)構(gòu)：所有的細菌細胞共同具有的結(jié)構(gòu)，包括細胞壁、細胞膜、細胞質(zhì)和核質(zhì)體（類核體，擬核）。特殊結(jié)構(gòu)：某些種類的細菌所特有的結(jié)構(gòu)，如芽孢、莢膜、鞭毛和菌毛等。1. 細菌細胞的基本結(jié)構(gòu)（1）細胞壁（cell wall）主要功能是：維持細胞外形，保護細胞免受外力（機械性外力或滲透壓）的損傷；作為鞭毛鞭毛運動的支點；為細胞的正常分裂增殖所必須；具有一定屏障作用；與細胞的抗原性、致病性及對噬菌體的敏感性密切相關(guān)；與細菌的革蘭氏染色反應(yīng)密切相關(guān)。細菌革蘭氏染色特性的不同是由細胞壁的化學(xué)組成與結(jié)構(gòu)的差異決定的。革蘭氏染色法：由丹麥醫(yī)生Hans Christian Gram于1884年創(chuàng)立的

7、用于鑒別不同種類細菌的經(jīng)驗染色法。先用結(jié)晶紫進行染色，然后用碘液處理，再用95%的乙醇溶液洗脫，最后用番紅溶液復(fù)染?？梢詫⒓毦譃閮纱箢悾阂活愑靡掖继幚硪院螅阅鼙３忠讶旧系念伾?，即菌體仍呈紫色者，稱為G +；另一類用乙醇處理后，能將染上的顏色洗脫，經(jīng)用番紅復(fù)染后，菌體呈現(xiàn)了紅色，稱為G - 。上述這類反應(yīng)稱為革蘭氏陽性反應(yīng)或革蘭氏陰性反應(yīng)。它對細菌的分類鑒定很重要，是重要的細菌鑒別染色法。革蘭氏染色的原理：G細胞壁中，由于類脂物含量較高而肽聚糖含量太少，染色后用95%的乙醇處理時，類脂物很容易被溶解，壁的透性增加，致使結(jié)晶紫與碘形成的復(fù)合物被乙醇抽提出;G +菌由于細胞壁中肽聚糖含量較高，染

8、色后用95%的乙醇處理時，由于乙醇的脫水作用而使細胞壁肽聚糖層中的孔徑變小，通透性降低，故能阻止結(jié)晶紫與碘液組成的復(fù)合物流出，仍能保留在細胞壁中。因革蘭氏染色的部位不在細胞壁，而在細胞質(zhì)，所以，細胞壁性質(zhì)的差別決定了脫色的難易。注意： G 的革蘭氏反應(yīng)比較穩(wěn)定，總是呈陰性反應(yīng)，而G +在某些條件下會發(fā)生變化。某些細菌則表現(xiàn)為陰、陽反應(yīng)不定性，稱為革蘭氏不定性細菌。革蘭氏染色重要性：革蘭氏染色法是細菌學(xué)中重要的鑒別法。因為通過此法染色，可將細菌鑒別為G +和G 兩大類，是鑒定菌種時的重要指標又由于這兩大類細菌在細胞結(jié)構(gòu)、成分、形態(tài)、生理、生化、遺傳、免疫、生態(tài)和藥敏性等方面都呈現(xiàn)明顯的差異，因此

9、，通過染色，可提供其他生物學(xué)信息。由于G +和G 在細胞壁結(jié)構(gòu)方面存在的差異，進而導(dǎo)致這兩類細菌在染色反應(yīng)、抗原性、毒性以及對溶菌酶和某些抗生素的敏感性等方面都有很大的不同。細胞壁的化學(xué)組成細菌細胞壁的主要成分有肽聚糖(peptidoglycan)、磷壁酸(teichoic acid)、脂多糖(Lipopolysaccharide，簡稱LPS)和外膜蛋白(outer membrane protein)等。（2）細胞膜（cell membrane）：細胞膜又稱細胞質(zhì)膜(cell membrane)或質(zhì)膜(plasmic membrane)，是一層緊貼細胞壁內(nèi)側(cè)，包裹細胞質(zhì)和細胞核的薄膜，柔弱而富

10、有彈性的半透性薄膜。細胞膜的化學(xué)組成與結(jié)構(gòu)：細菌細胞膜主要由磷脂和蛋白質(zhì)組成。4）細胞膜的生理功能：選擇性地控制細胞內(nèi)、外的營養(yǎng)物質(zhì)和代謝產(chǎn)物的運送；是維持細胞內(nèi)正常滲透壓的屏障；合成細胞壁和糖被的各種組分（肽聚糖、磷壁酸、LPS、 莢膜多糖等）的重要基地；膜上含有氧化磷酸化或光合磷酸化等能量代謝的酶系， 是細胞的產(chǎn)能場所；是鞭毛基體的著生部位和鞭毛旋轉(zhuǎn)的供能部位；(3)細胞質(zhì)(cytoplasm)及其內(nèi)含物（inclusion body）：細胞質(zhì)是細胞膜內(nèi)的物質(zhì)，除細胞核外，均為細胞質(zhì)。2.細菌細胞的特殊結(jié)構(gòu) (1)莢膜：有些細菌生活在一定營養(yǎng)條件下，可向細胞壁表面分泌一層松散透明、粘度極大

11、、粘液狀或膠質(zhì)狀的物質(zhì)即為莢膜。可用負染法在顯微鏡下看見，可分為三類。1.莢膜或大莢膜(macrocapsule) 2.微莢膜3.粘液層光滑（Smooth,S-)型菌落產(chǎn)莢膜的細菌在固體培養(yǎng)基上形成的菌落表面濕潤、有光澤、呈粘液狀，稱S-型菌落。粗糙（Rough,R-)型菌落不產(chǎn)莢膜的細菌形成的菌落表面干燥、粗糙、稱R-型菌落。（2）芽孢（spore）：某些細菌，在其生活的一定階段能在細胞內(nèi)形成一個圓形，橢圓形或圓柱形的，對不良環(huán)境條件具較強抗性的休眠體，稱為芽孢或孢子。因為細菌的芽孢是細胞內(nèi)的，又稱內(nèi)生孢子，當菌體未形成芽孢即稱為繁殖體或營養(yǎng)體。芽孢的形成：在環(huán)境不良情況（營養(yǎng)缺乏，有害代謝

12、產(chǎn)物積累多）下形成。先是細胞物質(zhì)濃縮，合成吡啶2，6二羧酸，再是形成致密的芽孢膜，最后釋放出芽孢（芽孢游離）。芽孢的性質(zhì)：芽孢含水量低，具有厚而致密的壁，不易著色。對各種物理化學(xué)因素有強大的抵抗力。（對熱、干燥、化學(xué)消毒劑、輻射等，尤其突出的是抗熱性） 芽孢的抗性原理：找教材看。（3）鞭毛（flagellum） 運動性微生物細胞表面，著生有一根或數(shù)根由細胞內(nèi)伸出的細長、波曲、毛發(fā)狀的絲狀體結(jié)構(gòu)，即為鞭毛。細胞的“運動器官”，鞭毛由鞭毛絲、鞭毛鉤、基體三部分組成。（4）菌毛（fimbria）和性毛(pilus)菌毛：又稱纖毛、傘毛、線毛或須毛，多數(shù)存在于G致病菌少數(shù)G+菌有菌毛。性毛：又稱性菌毛

13、，構(gòu)造和成分與菌毛相同，但比菌毛長，且數(shù)目少，一般只有一至少數(shù)幾根，一般見于G雄性菌株。 四、細菌的繁殖一般為無性繁殖，二分裂法。五、細菌的培養(yǎng)特征細菌的培養(yǎng)特征是指細菌在培養(yǎng)基上所表現(xiàn)的群體形態(tài)和生長情況,是細菌分類鑒定的依據(jù)。細菌的培養(yǎng)特征主要包括三個方面。（一）細菌的菌落特征菌落：將單個細菌細胞接種到適宜的固體培養(yǎng)基中，在適宜的條件下細菌便迅速生長繁殖，經(jīng)過一定時間后，由于細胞生長受到各種因素的限制，因而可在培養(yǎng)基表面或里面聚集形成一個肉眼可見的，具有一定形態(tài)的子細胞群體，稱作菌落(colony)； 而由多個同種細胞群體則稱為菌苔（lawn）。各種細菌在一定條件下形成的菌落特征具有一定的

14、穩(wěn)定性和專一性，這是觀察菌種的純度、辨認和鑒定菌種的重要依據(jù)。菌落特征包括大小、形狀、邊緣、光澤、質(zhì)地、透明度、顏色、隆起和表面狀況等。細菌菌落形態(tài)是細胞表面狀況、排列方式、代謝產(chǎn)物、好氣性和運動性的反映，并受培養(yǎng)條件、尤其是培養(yǎng)基成分的影響；培養(yǎng)時間的長短也影響菌落應(yīng)有特征的表現(xiàn)，觀察時務(wù)必注意。一般細菌需要培養(yǎng)13天，應(yīng)選擇分布比較稀疏處的單個菌落觀察。細菌的菌落特點：一般都較小，菌落與培養(yǎng)基結(jié)合不緊密，用接種針容易挑起，多數(shù)表面較光滑、濕潤、較粘稠，易挑取，質(zhì)地均勻，色澤多樣。（二）細菌的斜面培養(yǎng)特征采用畫線接種的方法，將菌種接種到試管斜面上，在適宜的條件下經(jīng)過3-5d的培養(yǎng)后可對其進行

15、斜面培養(yǎng)特征的觀察。細菌的斜面培養(yǎng)特征包括菌苔的生長程度、形狀、光澤、質(zhì)地、透明度、顏色、隆起和表面狀況等。 （三）細菌的液體培養(yǎng)特征將細菌接入液體培養(yǎng)基中，經(jīng)過1-3d的培養(yǎng)后即可對其進行觀察。細菌的液體培養(yǎng)特征包括表面狀況（如菌膜、菌環(huán)等）、混濁程度、沉淀狀況、有無氣泡和色澤等。細菌的一些培養(yǎng)特征。古細菌定義：產(chǎn)甲烷細菌的核糖體小亞基16SrRNA核苷酸序列具有獨特基因結(jié)構(gòu)或系統(tǒng)發(fā)育的單細胞生物，通常生活在地球上極端的環(huán)境（如高溫、高酸度、高鹽）或生命出現(xiàn)初期的自然環(huán)境中（如無氧狀態(tài)），因此把這類生物命名為古細菌。 古細菌是細菌細胞的形式，真菌的的內(nèi)涵。 放線菌：因其菌落呈放射狀而得名。多

16、數(shù)腐生，少數(shù)寄生。一、放線菌的形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能 （一）個體形態(tài)1、基內(nèi)菌絲：主要功能是吸收營養(yǎng)物，有的無色，有的產(chǎn)生色素。2、氣生菌絲：由基內(nèi)菌絲長出培養(yǎng)基外，伸向空間的菌絲為氣生菌絲。較基內(nèi)菌絲粗，直徑11.2m，直形或彎曲而分枝，有的產(chǎn)生色素。3、孢子絲：在氣生菌絲上分化出可形成孢子的為孢子絲。孢子絲的著生情況、形態(tài)、孢子的形狀及表面結(jié)構(gòu)等特征，是鑒定放線菌的重要依據(jù)。六、 原核微生物的分類系統(tǒng) 伯杰氏手冊簡介 伯杰氏手冊是針對原核生物界的，把許多具有細胞形態(tài)，但核結(jié)構(gòu)不完整，細胞結(jié)構(gòu)也與真核生物的細胞結(jié)構(gòu)不相同的低等有機體都歸屬于這一界。第四章 真核微生物的形態(tài)與結(jié)構(gòu) 真核微生物：凡是細胞

17、核具有核膜、能進行有絲分裂、細胞質(zhì)中存在線粒體或同時存在葉綠體等細胞器的微小生物，統(tǒng)稱真核微生物。第一節(jié) 酵母菌（yeast）（一）個體形態(tài)和大小個體形態(tài)：單細胞，圓形、橢圓形、卵圓形、檸檬形、香腸形，不能運動。（二）結(jié)構(gòu)真核生物具有典型細胞結(jié)構(gòu)。1細胞壁，功能：保持著細胞的形態(tài)、韌性；細胞壁上存在著許多種酶及雌、雄兩性的識別物質(zhì)。2、細胞膜，功能：調(diào)節(jié)細胞外物質(zhì)運送到細胞內(nèi)的滲透屏障；細胞壁等大分子成分的生物合成和裝配基地；部分酶的合成和作用場所。3、細胞核與DNA。4、細胞質(zhì)及貯藏物。 1、芽殖：芽殖是在成熟的酵母細胞上長出一個小芽，長到一定程度，脫離母細胞可以繼續(xù)生長，而產(chǎn)生新生個體。2

18、、裂殖：細胞延長、細胞內(nèi)的核裂為兩個，同時在延長的細胞中央產(chǎn)生一橫隔，形成兩個子細胞。二、酵母菌菌落酵母菌的菌落形態(tài)特征與細菌相似，但比細菌大而厚，濕潤，表面光滑，多數(shù)不透明，黏稠，菌落顏色單調(diào)，多數(shù)呈乳白色，少數(shù)紅色，個別黑色。酵母菌生長在固體培養(yǎng)基表面，容易用針挑起，菌落質(zhì)地均勻，正、反面及中央與邊緣的顏色一致。不產(chǎn)生假菌絲的酵母菌菌落更隆起，邊緣十分圓整；形成大量假菌絲的酵母，菌落較平坦，表面和邊緣粗糙。第二節(jié)霉菌：霉菌：凡是在基質(zhì)上長成絨毛狀、棉絮狀或蜘蛛網(wǎng)狀菌絲體的真菌統(tǒng)稱為霉菌。一、霉菌的形態(tài)特征真菌菌體均由分枝或不分枝的菌絲構(gòu)成，許多菌絲交織在一起稱為菌絲體。菌絲平均直徑為2一1

19、0m，與酵母菌相似。霉菌個體形態(tài)：霉菌細胞顯微觀察呈狹長的管狀，肉眼能見時像絲狀，故稱菌絲。菌絲細胞有兩種：1.單細胞菌絲：菌絲無隔膜的，如藻狀菌綱的毛霉、根霉等。2.多細胞菌絲：菌絲內(nèi)有隔膜的，大多數(shù)霉菌，如曲霉、青霉等。霉菌的菌絲在結(jié)構(gòu)和功能上分為:營養(yǎng)菌絲：凡是菌絲伸入培養(yǎng)基內(nèi)或緊貼著培養(yǎng)基表面，具有吸收營養(yǎng)功能的菌絲。氣生菌絲：凡是伸出培養(yǎng)基外的菌絲。氣生菌絲上常產(chǎn)生孢子，又稱繁殖菌絲。有的菌絲產(chǎn)生色素，呈現(xiàn)不同顏色，有的色素可分泌到菌絲外。二、細胞結(jié)構(gòu)：絕大多數(shù)都是多細胞生物，而且功能上已出現(xiàn)分化。其基本結(jié)構(gòu)與酵母細胞相似。三、霉菌的繁殖主要通過無性和有性繁殖形成各種孢子繁殖；菌絲斷

20、裂片段也可以，多核菌絲（單細胞菌絲）為核分裂而細胞不分裂，菌絲頂端可延伸、分枝而生長。霉菌的繁殖方式：孢囊孢子-內(nèi)生孢子（單細胞菌絲） 無性孢子 分生孢子 節(jié)孢子 （多細胞菌絲） 厚垣孢子-菌絲細胞形狀（單細胞菌絲）   卵孢子有性孢子 接合孢子 子囊孢子（分類依據(jù)） 擔孢子第五章 非細胞型微生物的形態(tài) 第一節(jié) 病毒的一般特性病毒：是一類超顯微的非細胞生物,每一種病毒只含有一種核酸;它們只能在活細胞內(nèi)營專性寄生;在離體條件下,它們以無生命的化學(xué)大分子狀態(tài)存在。二、病毒的基本特點個體極?。ㄒ詎m計），能通過濾菌器，形態(tài)多樣，有球狀、桿狀、復(fù)合型。無細胞結(jié)構(gòu)，主要由蛋白質(zhì)、核酸構(gòu)成，一個

21、病毒體內(nèi)僅含一種核酸，核酸以單鏈或雙鏈形式存在。生活方式為專性活細胞內(nèi)寄生，病毒酶系不全，離開活體后無生命特征。病毒以復(fù)制的方式增殖,包括核酸復(fù)制、核酸蛋白質(zhì)裝配，是在分子水平上進行的。對抗生素不敏感，對干擾素敏感。三、病毒的形態(tài)構(gòu)造及化學(xué)組成1、形態(tài) 結(jié)構(gòu)2、化學(xué)組成：主要由核酸和蛋白質(zhì)組成。較復(fù)雜的病毒還含有脂類、多糖等。病毒的對稱性：三類典型形態(tài)的病毒廿面體對稱的結(jié)構(gòu)(球狀) 螺旋對稱的結(jié)構(gòu)(桿狀) 復(fù)合對稱的結(jié)構(gòu)(蝌蚪狀)四、宿主范圍（分布）及重要性幾乎所有的生物都可以 感染相應(yīng)的病毒。根據(jù)宿主可以分四類： 動物病毒、植物病毒、細菌病毒（或稱噬菌體）、真菌病毒第二節(jié) 噬菌體噬菌體:能侵

22、入細菌體內(nèi)，并能在菌體內(nèi)增殖的病毒叫噬菌體。一、噬菌體的形態(tài)結(jié)構(gòu)與化學(xué)組成1、形態(tài)2、化學(xué)組成噬菌體的化學(xué)成分主要是核酸和蛋白質(zhì)，兩者占總重的90以上，其中核酸占4050%。多數(shù)噬菌體的核酸是DNA，近年也發(fā)現(xiàn)不少噬菌體含RNA，噬菌體的外殼由蛋白質(zhì)組成。二、噬菌體的生長與繁殖噬菌體在微生物菌體內(nèi)生長與繁殖過程主要有五個階段：吸附；侵入；增殖；成熟；釋放。三、噬菌體與寄主細胞的關(guān)系關(guān)系：不可感染 可感染：烈性噬菌體、溫和噬菌體 烈性噬菌體（virulent phage）感染細胞后,能在寄主細胞內(nèi)增殖，產(chǎn)生大量子代噬菌體并引起細菌裂解的噬菌體。對應(yīng)的微生物稱為敏感菌。溫和噬菌體（temperat

23、e phrage）噬菌體感染細胞后，將其核酸整合（插入）到宿主的核DNA上，并且可以隨宿主DNA的復(fù)制而進行同步復(fù)制，在一般情況下，不引起寄主細胞裂解的噬菌體。第六章 微生物的營養(yǎng)和生長第一節(jié) 微生物的營養(yǎng)一、微生物細胞的化學(xué)組成 主要元素：C、H、O、N占干重的9097%。一般C:N=5:1。 (一) 水分（二）干物質(zhì) 干物質(zhì)約占細胞總物質(zhì)的530%。其中90%左右的是有機物質(zhì)：如蛋白質(zhì)、核酸、碳水化合物、脂肪；其中有10%左右的無機物：S、K、Ca、Mg。這些物質(zhì)的含量不是固定的，會隨菌齡和生活條件而改變。二、微生物的營養(yǎng)素營養(yǎng)（營養(yǎng)作用，nutrition）：是指生物體從外部環(huán)境攝取其生

24、命活動所必需的能量和物質(zhì)，以滿足其生長和繁殖需要的一種生理過程。營養(yǎng)物（營養(yǎng)素，nutrient）：是指具有營養(yǎng)功能的物質(zhì)。1. 碳源(carbon source)：凡能夠提供微生物營養(yǎng)所需的碳元素(碳架)的營養(yǎng)源，稱為碳源。作用：1）構(gòu)成細胞物質(zhì)；2）供給能量。類型：按碳源譜分類：分為有機碳源與無機碳源。凡必需利用有機碳源的微生物，稱為異養(yǎng)微生物；凡能利用無機碳源的微生物，則是自養(yǎng)微生物。不同的微生物對碳源的利用能力是不同的，糖類為最好的碳源，尤其是葡萄糖，蔗糖。有少數(shù)能利用酚，氰等有毒物質(zhì)，可用于消除“三廢”。細胞中碳含量為50%左右，對碳的需求量很大。2.氮源：凡能提供微生物生長繁殖所需

25、氮元素的營養(yǎng)源，稱為氮源。作用：組成微生物細胞內(nèi)的蛋白質(zhì)和核酸。分子態(tài)的氮：少數(shù)微生物能直接利用N2，被稱為固氮微生物如固氮菌、根瘤菌。無機氮化合物：如NH4+和NO3-和簡單有機氮化合物(尿素)，多數(shù)微生物都能利用。有機氮化合物：大多寄生性微生物和一部分腐生微生物需要有機氮化合物如簡單的蛋白質(zhì)、氨基酸、嘌呤等作為氮源。3.能源：能源(energy Source)：能為微生物的生命活動提供最初能量來源的營養(yǎng)物或輻射能。4、生長因素（生長因子）廣義:是一類對微生物正常生活所不可缺少而需要量又不大，但微生物自身不能用簡單的碳源或氮源合成、或合成量不足以滿足機體生長需要的有機營養(yǎng)物質(zhì)。不同微生物需求

26、的生長因子的種類和數(shù)量不同，包括氨基酸、嘌呤、嘧啶、維生素等狹義：維生素,與微生物有關(guān)的維生素主要是B族維生素。凡是缺少合成生長素物質(zhì)的微生物統(tǒng)稱為營養(yǎng)缺陷型。5、礦質(zhì)元素（無機鹽類）6、水分：是微生物的主要組成成分和良好溶劑。三、微生物的營養(yǎng)類型1.根據(jù)營養(yǎng)物質(zhì)（碳源）不同分為：自養(yǎng)型：無機碳作為唯一碳源階段在生長時能以簡單的無機物質(zhì)作為營養(yǎng)物質(zhì)， 異養(yǎng)型：一種以上的有機碳為碳源在生長時需要以復(fù)雜的有機物質(zhì)作為營養(yǎng)物質(zhì)2.根據(jù)能源不同分為：光能營養(yǎng)型：依靠光能進行生長；化能營養(yǎng)型：依靠化合物氧化釋放的能量進行生長。3.根據(jù)C源和能源不同分為：光能自養(yǎng)型、化能自養(yǎng)型、光能異養(yǎng)型、化能異養(yǎng)型五、

27、營養(yǎng)物質(zhì)的運輸方式單純擴散、促進擴散、主動運輸、基團轉(zhuǎn)位1.單純擴散：各類營養(yǎng)物質(zhì)的吸收以及代謝物的排出主要是通過細胞膜進行的。特點：1. 非特異性；2. 不需要載體；3. 不消耗能量； 4. 不能逆濃度梯度運輸。 2.促進擴散特點：在促進擴散過程中1、營養(yǎng)物質(zhì)本身在分子結(jié)構(gòu)上也不會發(fā)生變化2、不消耗代謝能量，故不能進行逆濃度運輸3、運輸?shù)乃俾视砂麅?nèi)外該物質(zhì)的濃度差決定4、需要細胞膜上的載體蛋白（透過酶）參與物質(zhì)運輸5、被運輸?shù)奈镔|(zhì)與載體蛋白有高度的特異性6、養(yǎng)料濃度過高時, 與載體蛋白出現(xiàn)飽和效應(yīng)。促進擴散的運輸方式多見于真核微生物中，例如通常在厭氧生活的酵母菌中，某些物質(zhì)的吸收和代謝產(chǎn)物的

28、分泌是通過這種方式完成的。二、促進擴散 特點：1. 養(yǎng)料與載體蛋白(誘導(dǎo)酶)具有特異性; 2. 不能逆養(yǎng)料濃度梯度運輸; 3. 不消耗能量; 4. 養(yǎng)料濃度過高時，與酶出現(xiàn)飽和效應(yīng)。三、主動運輸 特點：物質(zhì)在主動運輸?shù)倪^程中1、需要消耗代謝能；2、需要載體蛋白參與；3、對被運輸?shù)奈镔|(zhì)有高度的立體專一性；4、被運輸?shù)奈镔|(zhì)在轉(zhuǎn)移的過程中不發(fā)生任何化學(xué)變化。四、基團轉(zhuǎn)位 特點：運送時需特異性載體蛋白，需要能量，被運送的物質(zhì)可以逆濃度梯度運送，由稀到高，內(nèi)部濃度比外部高的多，運送速度快，運送前后營養(yǎng)物質(zhì)分子改變。運送的物質(zhì)種類：葡萄糖、果糖、甘露糖、嘌呤、核苷、脂肪酸等。六、培養(yǎng)基(medium)定義

29、：應(yīng)科研或生產(chǎn)的需要，由人工配制的、適合于不同微生物生長繁殖或積累代謝產(chǎn)物用的營養(yǎng)基質(zhì)（混合養(yǎng)料）。（一）配制培養(yǎng)基的原則1、營養(yǎng)需要原則 2、營養(yǎng)協(xié)調(diào)原則3、理化條件適宜原則、經(jīng)濟原則（二）培養(yǎng)基的種類1、按其成分來源分類：（1）天然培養(yǎng)基（2）合成培養(yǎng)基（3）半合成培養(yǎng)基 2、按其物理狀態(tài)分類：（1）固體培養(yǎng)基 （2）半固體培養(yǎng)基 （3）液體培養(yǎng)基 3、按其用途分類（1）基礎(chǔ)培養(yǎng)基（2）鑒別培養(yǎng)基（3）選擇培養(yǎng)基（）加富培養(yǎng)基（）厭氧培養(yǎng)基4、按生產(chǎn)目的分類（1）種子培養(yǎng)基（2）發(fā)酵培養(yǎng)基第二節(jié) 微生物的生長一、微生物的生長：生物個體物質(zhì)有規(guī)律地、不可逆增加，導(dǎo)致個體體積、重量、大小增加的

30、生物學(xué)過程。繁殖：生物個體生長到一定階段，通過特定方式產(chǎn)生新的生命個體，即引起生命個體數(shù)量增加的生物學(xué)過程。生長是一個逐步發(fā)生的量變過程，繁殖是一個產(chǎn)生新的生命個體的質(zhì)變過程。群體生長=個體生長+個體繁殖微生物生長的測定：測生長量、計數(shù)法、直接法、間接法、直接法、間接法、液體稀釋法測定的方法：（一）測生長量 1、直接法：2、間接法：（二）計數(shù)法 1、直接法；2、間接法：平板菌落計數(shù)法：用澆注平板或涂布平板等方法進行；3、液體稀釋法：對未知樣品作10倍系列稀釋。選適宜的3個連續(xù)的稀釋液各取5ml，接種到3組共15支液體培養(yǎng)基試管中，每管接入1ml，經(jīng)一定時間培養(yǎng)后，記錄每個稀釋度出現(xiàn)生長的試管數(shù)

31、，然后查MPN表，計算出其中的活菌量。二、微生物的群體生長規(guī)律：微生物接種后的生長是微生物的群體繁殖生長。（一）單細胞微生物的典型生長曲線生長曲線：在培養(yǎng)條件保持穩(wěn)定的狀況下，若以培養(yǎng)時間為橫坐標，以單細胞增長數(shù)目的對數(shù)值作縱坐標，就可畫出一條生長曲線。一條典型的生長曲線至少可以分為：遲緩期，對數(shù)期，穩(wěn)定期和衰亡期四個生長時期。1、延滯期(Lag phase)：又叫適應(yīng)期、緩慢期或調(diào)整期；是指把少量微生物接種到新培養(yǎng)液開始的一段時間，從幾分鐘到幾小時不等。長短與菌種、菌齡、接種菌量、培養(yǎng)條件等因素有關(guān)。特點：1.生長的速率常數(shù)為零； 2.細胞的體積增大，DNA含量增多； 3.合成代謝旺盛，核糖

32、體、酶類和ATP的合成加快，易產(chǎn)生誘導(dǎo)酶； 4.對不良環(huán)境如pH、Nacl溶液濃度、溫度和抗生素等理、化學(xué)因素敏感。2、對數(shù)期（logarithmic phase）：緊接著延滯期的一段時期，細胞數(shù)以幾何級數(shù)增長。特點：生長速率常數(shù)R最大，分裂快，代時短（R即生長速率常數(shù)=n/t2-t1 ） 。在細菌個體生長里，每個細菌分裂繁殖一代所需的時間稱為代時(Generation time)，在群體生長里細菌數(shù)量增加一倍所需的時間稱為倍增時間（Doubling time)。代時通常以G表示。3、穩(wěn)定期(stationary phase)：又稱最高生長期或恒定期特點：新繁殖的細胞數(shù)與衰亡細胞數(shù)幾乎相等，生

33、長速度逐漸趨向于零。微生物數(shù)量上達到最高水平，產(chǎn)物的積累也達到了高峰。細胞質(zhì)內(nèi)開始積累貯藏物，如糖原、異染顆粒、脂肪粒、芽孢、抗菌素等。 4、衰亡期(decline phase或death phase)：群體中活菌數(shù)目急劇下降，出現(xiàn)了“負生長”。細胞內(nèi)顆粒更明顯，出現(xiàn)液泡，細胞出現(xiàn)多種形態(tài)包括畸形和衰退形，G+G-。 （二）微生物的連續(xù)培養(yǎng)分批培養(yǎng)(batch culture)：是微生物置于定容積的培養(yǎng)基中，經(jīng)培養(yǎng)一段時間后，最后一次性地收獲。連續(xù)培養(yǎng)(continuous culture)：不斷補充新鮮營養(yǎng)物質(zhì)，并及時不斷地以同樣速度排出培養(yǎng)物(包括菌體和代謝產(chǎn)物)，從而使培養(yǎng)物達到動態(tài)平衡

34、。連續(xù)培養(yǎng)的方法：(1)恒濁法 (2)恒化法 （三）同步生長 在分批培養(yǎng)中，細菌群體以一定速率生長，但并非所有細胞同時分裂即使同一細胞，在不同的生長階段，其生理狀態(tài)和代謝活動也不一樣單細胞的同步培養(yǎng)(synchronous culture)技術(shù)：設(shè)法使群體中所有細胞盡可能處于同樣細胞生長和分裂周期中，以分析此群體的各種生物學(xué)特征影響微生物生長的因素微生物與所處的環(huán)境之間既相互影響又相互作用:一方面，各種各樣的環(huán)境因素對微生物的生長和繁殖有影響，另一方面，微生物生長繁殖也會影響和改變環(huán)境。適宜的環(huán)境：微生物能正常地進行生命活動。不適宜的環(huán)境：微生物正常的生命活動受到抑制或被迫暫時改變原有的一些特

35、性；惡劣的環(huán)境：微生物死亡或發(fā)生遺傳變異。研究環(huán)境因素與微生物之間的關(guān)系，可以通過控制環(huán)境條件來利用微生物有益的一面,同時防止它有害的一面。影響微生物生長的外界因素很多，除了前面講過的營養(yǎng)因素之外，還有許多物理化學(xué)條件。本節(jié)主要內(nèi)容：一、溫度對微生物生長的影響中溫型微生物（mesophiles）：1045，T適2040。又分為嗜室溫和嗜溫性微生物。嗜熱型微生物（thermophiles）：高于4050溫度下生長，2580，最適55，堆肥、溫泉（芽孢菌、放線菌）。給罐頭工業(yè)、發(fā)酵工業(yè)等帶來了一定難度。 從微生物整體來看：生長的溫度范圍一般在-10 100 極端下限為-30 ，極端上限為10530

36、0 但對于特定的某一種微生物：只能在一定溫度范圍內(nèi)生長，在這個范圍內(nèi)，每種微生物都有自己的生長溫度三基點，即最低、最適、最高生長溫度。微生物生長溫度三個重要指標，即微生物生長的三個溫度基點最低生長溫度：微生物生長的最低溫度下限；最高生長溫度：微生物生長的最高溫度； 最適生長溫度：微生物生長最快時的溫度 為什么高溫型的微生物能在高溫下生長？可能是菌體內(nèi)的蛋白質(zhì)和酶更能抗熱，尤其蛋白質(zhì)對熱更穩(wěn)定。高溫型微生物的蛋白質(zhì)合成機構(gòu)核糖體和其他成分對高溫抗性也較大。細胞膜中飽和脂肪酸含量高，它比不飽和脂肪酸可以形成更強的疏水健，因此可保持在高溫下的穩(wěn)定性并具正常功能。 二、氧氣對微生物生長的影響氧濃度對不

37、同微生物生長的影響好氧菌專性好氧菌：微好氧菌(microaerophilic bacteria)：需在微量氧下生活，通過呼吸鏈以氧為最終氫受體而產(chǎn)能。兼性厭氧菌(facultative aerobes)：有氧或無氧都可，有氧時進行呼吸產(chǎn)能，無氧時進行發(fā)酵或無氧呼吸產(chǎn)能；細胞含SOD和過氧化氫酶。許多酵母菌和許多細菌都是兼性厭氧菌。厭氧菌（anaerobes）：耐氧菌(aerotolerant anaerobes)：不需氧，氧無毒害。不具有呼吸鏈，靠發(fā)酵獲得能量。存在SOD和過氧化物酶，但無過氧化氫酶。專性厭氧菌：氧有害或致死，通過發(fā)酵、無氧呼吸、循環(huán)光合磷酸化或甲烷專酵等提供能量。缺乏三、pH

38、值對微生物生長影響（一）環(huán)境pH值對微生物生長的影響環(huán)境pH值還影響培養(yǎng)基中的營養(yǎng)物質(zhì)的離子化程度，從而影響營養(yǎng)物質(zhì)吸收，環(huán)境中有害物質(zhì)的毒性等。（二) 不同微生物對pH要求不同微生物生長的pH值三基點：各種微生物都有其生長的最低、最適和最高pH值。超過最低、最高生長pH值時，微生物生長受抑制或?qū)е滤劳觥Ｊ葔A微生物：必須在較堿的環(huán)境中，才能正常生長。耐堿微生物：最適生長pH值偏于堿性范圍，不一定要在堿性條件下生活，單能耐較堿的環(huán)境。環(huán)境pH值對微生物生長的影響主要有3點：影響膜表面電荷的性質(zhì)及膜的通透性，進而影響對物質(zhì)的吸收能力；改變酶活、酶促反應(yīng)的速率及代謝途徑：如：酵母菌在pH4.5-5產(chǎn)

39、乙醇，在 pH6.5以上產(chǎn)甘油、酸；環(huán)境pH值還影響培養(yǎng)基中營養(yǎng)物質(zhì)的離子化程度，從而影響營養(yǎng)物質(zhì)的可給性，或有毒物質(zhì)的毒性。四、水分水分活度：在相同的溫度、壓力下，體系中溶液的水的蒸汽壓與純水的蒸汽壓之比,即A=p/p0.微生物生長的水活度范圍 ： A=0.630.99 1、干燥對微生物的影響滲透壓和干燥都涉及到水分含量和水活度，它們對微生物的生長都有很大的影響。干燥抑制微生物生長或造成其死亡的原因：干燥能引起微生物細胞內(nèi)蛋白質(zhì)的變性和鹽類等物質(zhì)濃度提高，從而抑制生長或造成微生物死亡。微生物對干燥的抵抗力與以下因素有關(guān)：溫度：在相同的干燥環(huán)境下，溫度高，微生物易死亡，而在低溫下不易死亡（例如

40、冷凍干燥保藏菌種）。干燥速度：干燥速度快，微生物不易死亡，反之，易死亡?；|(zhì)：在不同基質(zhì)中對干燥的抵抗力不同，含有糖、淀粉、蛋白質(zhì)等物質(zhì)時，不易死亡。2、滲透壓對微生物的影響：細胞內(nèi)溶質(zhì)濃度與胞外溶液的溶質(zhì)濃度相等時，為等滲溶液,溶液的溶質(zhì)濃度高于胞內(nèi)溶質(zhì)濃度為高滲溶液,溶液的溶質(zhì)濃度低于胞內(nèi)溶質(zhì)濃度為低滲溶液.在等滲溶液中，微生物的活動保持正常,細胞外形不變。在高滲溶液中，細胞易失水,脫水后發(fā)生質(zhì)壁分離，生長受抑制或死亡。(鹽漬和糖漬保藏食品)在低滲溶液中，細胞吸水膨脹，甚至導(dǎo)致細胞破裂死亡。有害微生物的控制微生物中有一部分是對人類有害的，必須采取有效的方法來殺滅或抑制它們。 一、基本概念1

41、、防腐(antisepsis)：就是利用某種理化因素完全抑制霉腐微生物的生長繁殖。2、消毒(disinfection)：是指殺死所有病原微生物的措施，可達到防止傳染病的目的。3、滅菌(sterilization)：是指用物理或化學(xué)因子，使存在于物體中的所有活微生物，永久性地喪失其生活力，包括耐熱的細菌芽孢。4、商業(yè)滅菌(commercial sterilization)：指食品經(jīng)過殺菌處理后，按照規(guī)定的檢驗方法檢不出活的微生物，或僅能檢出極少數(shù)的非病原微生物，并且它們在保存期內(nèi)不致引起食品變質(zhì)腐敗。5、無菌(asepsis)：即無活的微生物存在。6、化療(chemotherapy)：即化學(xué)治療

42、，是指利用對寄主體內(nèi)病原菌具有高度選擇性毒力的化學(xué)物質(zhì)來抑制其生長繁殖，以達到治療該病的方法。7、死亡(dead)：是指微生物不可逆的喪失了生長繁殖的能力，即使再放到合適的環(huán)境中也不再繁殖。 二、物理殺菌因素（一）熱對微生物的致死作用：高溫致死的機理是微生物蛋白質(zhì)和核酸不可逆的變性，或者破壞了細胞的其他成分。1、定義熱（力致）死時間(thermal death)：指在特定的條件和特定的溫度下，殺死一定數(shù)量微生物所需要的時間。 D值(decimal reduction time)：在一定溫度下加熱，活菌數(shù)減少一個對數(shù)周期（即90%的活菌被殺死）時，所需要的時間（min）。Z值：在加熱致死曲線中，

43、時間降低一個對數(shù)周期（即縮短90%的加熱時間）所需要升高的溫度。F值：在一定基質(zhì)中，溫度為121.1，加熱殺死一定數(shù)量微生物所需要的時間(min)。 2、影響微生物對熱抵抗力的因素(1)菌種 -細胞結(jié)構(gòu)和生物學(xué)特性不同,對熱的抵抗力也不同。 (2)菌齡-不同生長期的微生物抗熱能力不同。 (3)菌體數(shù)量-菌數(shù)愈多，抗熱力愈強。 (4)基質(zhì)的因素-包括水分、脂肪、糖、蛋白質(zhì)、pH、一些鹽類等。(5)加熱的溫度和時間。3、高溫滅菌的種類：常用的滅菌方法：干熱滅菌法和濕熱滅菌法。濕熱法(moist heat sterilization) ：通過熱蒸汽殺死微生物。又分：煮沸消毒法、巴氏滅菌（pasteu

44、rization）又分低溫維持法(LTH)、高溫瞬時法(HTST)）。 特點：溫度低、時間短、滅菌效果高。原因：1) 菌體內(nèi)含水量越高，則凝固溫度越低； 2) 蒸汽冷凝會放出潛熱； 3) 飽和水蒸汽穿透力強；4) 濕熱易破壞細胞內(nèi)蛋白質(zhì)大分子的穩(wěn)定性，主要破壞氫鍵結(jié)構(gòu)。煮沸消毒法、巴斯德消毒法、低溫長時法、高溫瞬時法、超高溫巴斯德滅菌法、高壓蒸汽滅菌法、間歇滅菌法。（二）輻射：利用電磁輻射產(chǎn)生的電磁波殺死大多數(shù)生物上的微生物的一種有效方法。微波殺菌、遠紅外加熱殺菌、歐姆殺菌、輻照殺菌、超聲波殺菌、高壓放電、(超)高壓殺菌等。紫外線波長以265-266nm的殺菌力最強，殺菌效果因菌種及生理狀態(tài)而

45、異與照射時間、距離和劑量的大小有關(guān)。（三）超聲波：超聲波作用的效果與頻率、處理時間、微生物種類、細胞大小、形狀及數(shù)量等有關(guān)系。應(yīng)用：破碎細胞，提取胞內(nèi)物質(zhì)（代謝產(chǎn)物、酶等）殺菌,超聲波殺菌效力大小與頻率、強度、處理時間等多種因素有關(guān)。三、化學(xué)殺菌劑或抑菌劑：氧化劑、還原劑、酚類、醇類、新潔爾滅、毒性物質(zhì)、染料、抗代謝物、抗生素等對微生物有殺菌或抑菌作用。凡能殺死微生物的化學(xué)藥劑叫作殺菌劑，又叫消毒劑。凡只抑制微生物的生長，并不殺死微生物的化學(xué)藥劑為抑制劑又叫防腐劑。各種化學(xué)藥劑對微生物的殺菌作用的強弱，隨化學(xué)藥劑本身的毒性和進入細胞的滲透性以及微生物的種類等不同而有差異。(一)氧化劑：氧化劑放

46、出游離氧作用于微生物蛋白質(zhì)的活性基團，造成代謝障礙而死亡。1、臭氧：滅菌的效果與濃度有一定的關(guān)系。2、氯：有較強的殺菌作用，使蛋白質(zhì)變性。3、漂白粉：濃度為0.5一1時，5min可殺死大多數(shù)細菌，5的濃度時在1h可殺死細菌芽孢。4、過氧乙酸：能快速地殺死細菌、酵母、霉菌和病毒。(二)重金屬鹽類：金屬離子易和微生物的蛋白質(zhì)結(jié)合而發(fā)生變性或沉淀。 (三)有機化合物：酚、醇、醛等能使蛋白質(zhì)變性，是常用的殺菌劑。(四)抗生素類：抗生素是一類最重要的化學(xué)治療劑?？股兀何⑸镌谄渖^程中所產(chǎn)生的一類低分子量代謝產(chǎn)物，在較低濃度下就能抑制或殺死其它微生物的生長。作用機制：1）抑制細胞壁的合成；（如：青霉

47、素） 2）破壞細胞膜功能；（如：多粘菌素可作用于膜磷脂使膜溶解） 3）抑制蛋白質(zhì)合成；（如：氯霉素，四環(huán)素、鏈霉素等） 4）干擾核酸代謝；（如：利福霉素、新生霉素、絲裂霉素、灰黃霉素）消毒劑：可以抑制或殺滅微生物，但對人體也可能產(chǎn)生有害作用的化學(xué)試劑。主要用于抑制或殺滅物體表面、器械、排泄物和環(huán)境中的微生物。防腐劑：可以抑制或阻止微生物生長，但對人體或動物體的毒性較低的化學(xué)藥劑.用于肌體表面，如皮膚、粘膜、傷口等處防止感染，也有的用于食品、飲料藥品的防腐作用。但現(xiàn)時消毒劑和防腐劑間的界限已并不很嚴格。（五）消毒劑和防腐劑第七章 微生物的代謝 能量代謝：伴隨物質(zhì)轉(zhuǎn)化而發(fā)生的能量形式相互轉(zhuǎn)化。 物

48、質(zhì)代謝：物質(zhì)在體內(nèi)轉(zhuǎn)化的過程。 初級代謝：提供能量、前體、結(jié)構(gòu)物質(zhì)等生命活動所必需的代謝物的代謝類型；產(chǎn)物：氨基酸、核苷酸等。 次級代謝：它們不是微生物生長所必需的代謝物質(zhì)的代謝類型；產(chǎn)物：抗生素、色素、激素、生物堿等。第一節(jié) 微生物的能量代謝微生物的能量代謝：微生物生命活動所需要的化學(xué)能都是由微生物對環(huán)境所提供的能量(或本身儲存的能量)進行能量形式的轉(zhuǎn)變而得到的，這個過程稱為微生物的能量代謝。一、化能異養(yǎng)菌的生物氧化和產(chǎn)能生物氧化（biological）：物質(zhì)在細胞內(nèi)經(jīng)過一系列連續(xù)的氧化還原反應(yīng)，逐步分解并釋放能量的過程。它是發(fā)生在活細胞內(nèi)的一系列產(chǎn)能性氧化反應(yīng)的總稱。葡萄糖是化能異養(yǎng)型微生

49、物進行能量代謝最基本的途徑。葡萄糖的生物氧化過程包括：脫氫：EMP途徑、HMP途徑、ED途徑、TCA循環(huán)。類型：有氧呼吸、無氧呼吸和發(fā)酵(根據(jù)電子受體的不同)。 （一）底物脫氫的途徑1、EMP途徑（Embden-Meyerhof-paras pathway）又稱為糖酵解途徑，分兩個階段共10步反應(yīng)。 、HMP途徑（hexose monophosphate pathway）又稱磷酸戊糖途徑或單磷酸己糖途徑、磷酸葡萄糖酸途徑或WD途徑。是產(chǎn)生大量NADPH2形式的還原力和多種重要中間代謝物的代謝途徑。特點：葡萄糖不經(jīng)EMP途徑和TCA循環(huán)而得到徹底氧化，并產(chǎn)生大量NADPH+H+。、ED途徑又稱2

50、-酮-3-脫氧-6-磷酸葡糖酸（KDPG）裂解途徑。ED途徑可以不依賴于EMP和HMP途徑而單獨存在，是少數(shù)缺乏完整EMP途徑微生物的一種替代途徑。其特點是葡萄糖只經(jīng)4步反應(yīng)即可快速獲得由EMP途徑需經(jīng)10步才能獲得的丙酮酸。 、TCA循環(huán)(tricarboxylic acid cycle)：丙酮酸經(jīng)過一系列循環(huán)反應(yīng)而徹底氧化、脫酸、形成CO2、H2O和NADH2的過程。第二節(jié) 微生物的分解代謝與合成代謝 一、分解代謝（一）碳水化合物的分解糖類物質(zhì)是微生物賴以生存的主要碳源物質(zhì)與能源物質(zhì)。主要有淀粉、纖維素、半纖維素、果膠和幾丁質(zhì)等。1、淀粉的降解： 通過-淀粉酶、-淀粉酶、葡萄糖苷酶、異淀粉

51、酶將其水解成雙糖與單糖后，被微生物吸收，再被分解與利用。淀粉是重要的發(fā)酵原料，利用它可以生產(chǎn)多種多樣的發(fā)酵產(chǎn)品。2、纖維素降解：只有在產(chǎn)生纖維素酶的微生物作用下，才被分解成簡單的糖類。3、半纖維素降解：半纖維素的組成類型很多，因而分解它們的酶也各不相同。菌種：曲霉、根霉與木霉等屬。4、果膠質(zhì)的降解：果膠酶分由D-半乳糖醛酸通過-1，4糖苷鍵連接成的果膠。產(chǎn)物：半乳糖醛酸。 菌種：芽孢桿菌、梭狀芽孢桿菌、曲霉、葡萄孢霉和鐮刀霉等屬.5、幾丁質(zhì)的分解：由N乙酰葡萄糖胺通過于1，4糖苷鍵連接而成。產(chǎn)物：N乙酰葡萄糖胺。再經(jīng)脫氨基酶作用，生成葡萄糖和氨。菌種：某些細菌（溶幾丁質(zhì)芽孢桿菌）和放線菌（鏈霉

52、菌）。（二）含氮有機物的分解蛋白質(zhì)、核酸及其不同程度的降解產(chǎn)物通常是作為微生物生長的氮源物質(zhì)或作為生長因子，在某些條件下可作為某些有機體的能源物質(zhì)。 菌種：大多數(shù)為真菌。 應(yīng)用： 傳統(tǒng)的發(fā)酵豆制品、蛋白酶生產(chǎn)等。 （三）脂肪與脂肪酸的代謝 可作為碳源和能源，但一般利用緩慢，尤其有其他容易利用的碳源與能源物質(zhì)時，一般不被微生物利用。脂肪脂肪酸+甘油 甘油丙酮酸三羧酸循環(huán)CO2+H2O 二、合成代謝定義：微生物利用分解代謝所產(chǎn)生的能量、中間產(chǎn)物以及從外界吸收的小分子物質(zhì)，合成復(fù)雜的細胞物質(zhì)的過程稱為合成代謝。要素：能量、還原力與小分子前體物質(zhì)。能量：由ATP和質(zhì)子動力提供。還原力： NADH2和

53、NADPH2。三、分解代謝與合成代謝的關(guān)系微生物細胞內(nèi)的物質(zhì)代謝是一個完整而統(tǒng)一的過程。分解代謝與合成代謝過程中的重要中間產(chǎn)物。第三節(jié) 微生物初級代謝和次級代謝 一、初級代謝：微生物從外界吸收各種營養(yǎng)物質(zhì)，通過分解代謝和合成代謝生成維持生命活動所需的物質(zhì)和能量的過程。 是一種微生物自我調(diào)節(jié)代謝的方式。1.控制營養(yǎng)物質(zhì)透過細胞膜進入細胞；2.通過酶的定位控制酶與底物的接觸；3.控制代謝流。 包括：酶活性的調(diào)節(jié):激活與抑制 酶合成的調(diào)節(jié):誘導(dǎo)和阻遏初級代謝：是酶分子水平上的調(diào)節(jié)。（一）酶活性的調(diào)節(jié)：通過改變酶分子活性來調(diào)節(jié)新陳代謝的速率，包括酶活性的激活和抑制。1、酶活性的激活：最常見的是前體激活

54、，即代謝途徑中后面的反應(yīng)可被該途徑較前面的一個產(chǎn)物所促進。2、酶活性的抑制：表現(xiàn)在某代謝途徑的末端產(chǎn)物過量時，它可反過來直接抑制該途徑中第一個酶的活性，促使整個反應(yīng)過程減慢或停止，從而避免了末端產(chǎn)物的過多累積。（二）酶合成的調(diào)節(jié)：通過調(diào)節(jié)酶的合成量進而調(diào)節(jié)代謝速率的調(diào)節(jié)機制。1、誘導(dǎo)：凡能促進酶生物合成的現(xiàn)象，稱為誘導(dǎo)(induction)。2、阻遏：凡能阻礙酶生物合成的現(xiàn)象，稱為阻遏(repression)。二、微生物的次級代謝：次級代謝是指微生物在一定的生長時期，以初級代謝產(chǎn)物為前體物質(zhì)，合成一些對微生物的生命活動無明確功能的物質(zhì)的過程。（一）微生物次級代謝產(chǎn)物1、抗生素：指選擇性地抑制或

55、殺死某些微生物生長的化合物。2、毒素：有些微生物在代謝過程中，能產(chǎn)生某些對人或動物有毒害的物質(zhì)，稱為毒素。3、激素：某些微生物能產(chǎn)生刺激動物生長或性器官發(fā)育的激素類物質(zhì)，如赤霉素、細胞分裂素、生長素等。4、色素：微生物在生長過程中能合成不同顏色的色素。有的在細胞內(nèi)，有的分泌到細胞外。 （二）微生物次級代謝的調(diào)節(jié)1、初級代謝對次級代謝的調(diào)節(jié)：次級代謝產(chǎn)物的生物合成途徑是初級代謝產(chǎn)物生物合成途徑的延長或分支。2、分解代謝產(chǎn)物的調(diào)節(jié)控制：次級代謝產(chǎn)物一般在菌體對數(shù)生長后期或穩(wěn)定期間合成。3、誘導(dǎo)作用及終產(chǎn)物的反饋抑制：在次級代謝中存在著誘導(dǎo)作用。同樣，次級代謝終產(chǎn)物的過量積累也會反饋抑制其酶的活性。 第八章 微生物的遺傳、變異與育種第一節(jié) 微生物遺傳變異的物質(zhì)基礎(chǔ)：遺傳和變異是生物體的最本質(zhì)的屬性之一。遺傳(heredity)：親代生物的性狀在子代得到表現(xiàn)；親代生物傳遞給子代一套實現(xiàn)與其相同性狀的遺傳信息。特點：具穩(wěn)定性。變異(variat