微生物復(fù)習(xí)上

1、一序論兩個人物巴斯德：曲頸瓶否定自然發(fā)生說 發(fā)酵起源于微生物 狂犬疫苗（免疫學(xué)先驅(qū)） 巴氏消毒法柯赫：科赫法則（確定細(xì)菌是否為某種病原）4建立微生物學(xué)基本操作步驟：a建立細(xì)胞純培養(yǎng)方法 土豆切面營養(yǎng)明膠營養(yǎng)瓊脂平板b多種培養(yǎng)基，實現(xiàn)室內(nèi)培養(yǎng) c建立顯微技術(shù) 細(xì)胞染色思考題二 微生物的形態(tài)（原核微生物）1細(xì)菌的形態(tài)球菌：單球菌 雙球菌 鏈球菌 四聯(lián)球菌 八疊球菌 葡萄球菌桿菌：螺旋狀：弧菌 螺旋菌 特殊形態(tài)1結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)：細(xì)胞質(zhì) 細(xì)胞壁 細(xì)胞質(zhì)膜 擬核 核糖體細(xì)胞壁功能（固定與提高機(jī)械強(qiáng)度，生長、分裂與鞭毛運動必須，滲透屏障保護(hù)細(xì)胞，抗原性致病性敏感性）肽聚糖：肽 四肽尾（第三個氨基酸G+是L-

2、Lys G-是DAP）與N-乙酰胞壁酸相連 肽橋（G-無肽橋） 雙糖 N-乙酰葡糖胺（NAG） N-乙酰胞壁酸（NAM）-1，4-糖苷鍵連接G+ 壁厚，含磷壁酸（壁磷壁酸 膜/脂磷壁酸） 肽聚糖通過肽橋相連 交聯(lián)度高 三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)G- 無肽橋，肽尾直接相連 交聯(lián)度低兩層 外壁層/外膜 脂多糖層 脂雙分子層，最外側(cè)是脂多糖 肽聚糖層 薄 脂多糖 O特異多糖（O抗原） 核心多糖（噬菌體特異吸附位點） 內(nèi)脂A（內(nèi)毒素）外膜蛋白：脂蛋白（瞄鉤作用 ） 孔蛋白（特異性 非特異性）周質(zhì)G-細(xì)胞質(zhì)外表面與外膜內(nèi)表面之間 重要中轉(zhuǎn)站與反應(yīng)場所黏合位點：外膜與質(zhì)膜直接接觸區(qū)域 加強(qiáng)細(xì)胞壁 支撐外膜無壁細(xì)菌：三種

3、類型 名解 原生質(zhì)體特點：對外界敏感，易破裂；有的原生質(zhì)體有鞭毛，但不能運動或被感染；適宜條件恢復(fù)細(xì)胞壁；好的實驗材料，外源DNA受體支原膜含固醇（甾醇）強(qiáng)度高特殊: 分枝桿菌 用復(fù)紅和石炭酸對分枝桿菌加熱染色后，呈紅色；用酸性酒精脫色，品紅不褪色，仍呈紅色；用美藍(lán)復(fù)染不著色；其他菌無分枝桿菌酸脂質(zhì)，用相同染色方法呈蘭色革蘭氏染色法：G+紫色 G-紅色細(xì)胞質(zhì)膜 流動性取決于飽和與不飽和脂肪酸含量 低溫不飽和脂肪酸含量高外周蛋白 松散 整合膜蛋白 包埋膜上缺少固醇 含類何帕烷，提高強(qiáng)度，減少柔韌性功能中體中體 細(xì)胞壁形成 染色體復(fù)制 細(xì)胞分裂 擬線粒體類囊體 藍(lán)細(xì)菌 光合作用場所載色體 光能自養(yǎng)

4、菌 光合作用場所羧酶體 自養(yǎng)細(xì)菌（藍(lán)細(xì)菌 硝化菌） CO2固定場所氣泡 水生 無鞭毛 光養(yǎng)浮游原核生物（藍(lán)細(xì)菌）調(diào)節(jié)細(xì)胞比重以使細(xì)胞漂浮擬核細(xì)胞質(zhì) 內(nèi)含物C貯藏多聚體 聚羥丁酸 糖原異染粒（磷源） 硫粒 能源 磁小體 藻青素顆粒 氮源原核生物中最常見的內(nèi)含物之一，它是一種由-羥基丁酸單位組成的類似于脂類的碳源類貯藏物。附屬結(jié)構(gòu)鞭毛：極生 叢生 周生G+無L環(huán)和P環(huán)鞭毛生長方式是在其頂端延伸。運動機(jī)制：能量來源于質(zhì)子動勢 細(xì)菌以推進(jìn)方式做直線運動，以翻騰形式做短促轉(zhuǎn)向運動。功能：趨避功能菌毛（附著）和性毛（向受體菌傳遞遺傳物質(zhì)）莢膜 鑒定依據(jù) 生理意義（能源 吸水性抗干旱 抗吞噬細(xì)胞 形成活性淤

5、泥）芽孢及伴孢晶體胞外壁 芽孢衣 皮層 核心（芽孢壁 芽孢膜 芽孢質(zhì) 核區(qū)）耐熱機(jī)制思考題形成了解芽孢萌發(fā)：活化 出芽 生長伴孢晶體：不溶于水，對蛋白酶類不敏感；容易溶于堿性溶劑。其它菌放線菌 基內(nèi)菌絲 氣生菌絲 孢子絲繁殖：無性繁殖 菌絲斷裂菌落形態(tài)：90%抗生素由鏈霉菌屬產(chǎn)生藍(lán)細(xì)菌 代謝方式多樣 有二分裂、芽殖、斷裂和復(fù)分裂絲狀藍(lán)細(xì)菌形成異形胞，是固氮場所螺旋體，運動機(jī)制的較為特殊的革蘭氏陰性細(xì)菌。其典型的菌體形態(tài)是細(xì)長、柔軟、彎曲并呈螺旋狀。立克次氏體 立克次氏體是大小介于通常的細(xì)菌與病毒之間 專性寄生 不能再人工培養(yǎng)基上生長 除戰(zhàn)壕熱立克次氏體衣原體 （1）細(xì)胞結(jié)構(gòu)與細(xì)菌類似；（2）細(xì)

6、胞呈球形或橢圓形，直徑0.2-0.3 mm，能通過細(xì)菌濾器；（3）專性活細(xì)胞內(nèi)寄生；（4）在宿主細(xì)胞內(nèi)生長繁殖具有獨特的生活周期，即存在原體和始體兩種形態(tài)。支原體 最小1）無細(xì)胞壁，只有細(xì)胞膜(含甾醇)，細(xì)胞形態(tài)多變；2）個體很小，能通過細(xì)菌過濾器，曾被認(rèn)為是最小的可獨立生活的細(xì)胞型生物。3）可進(jìn)行人工培養(yǎng)，但營養(yǎng)要求苛刻，菌落微小，呈典型的¡ 油煎荷包蛋¡ 形狀；4）一些支原體能引起人類、牲畜、家禽和作物的病害疾病5）應(yīng)用活組織細(xì)胞培養(yǎng)病毒或體外組織細(xì)胞培養(yǎng)時，常被支原體污染；古生菌甲烷桿菌屬（Methanobacterium)細(xì)胞壁由假肽聚糖組成熱原體屬(Thermop

7、lasma)沒有細(xì)胞壁古生菌與細(xì)菌在質(zhì)膜上的區(qū)別思考題思考題三 真核生物1絲狀真菌菌絲形態(tài)1. 硬壁包圍的管狀結(jié)構(gòu)2.長度可無限生長3.直徑：1-30¦ m或更大(一般5-10¦ m)4菌絲的頂端呈園錐形,稱為伸展區(qū)（extension zone）5伸展區(qū)后的細(xì)胞壁逐漸加厚而不再生長。無隔菌絲（aseptate hyphae）低級有隔菌絲（septate hyphae）高級 每個隔膜一個或多個細(xì)胞核(1)封閉型(2)單孔型(3)多孔型（子囊菌）(4)桶孔型（擔(dān)子菌） 低級高級作用3（1）有隔膜的菌絲往往更能抵抗干旱條件。（2）隔膜是用于防止機(jī)械損傷后的細(xì)胞質(zhì)流失的有效結(jié)構(gòu)。

8、（3）隔膜還起著支持菌絲強(qiáng)度的作用菌絲的變態(tài)_名解厚垣孢子 間生厚垣孢子 串生厚垣孢子 頂生厚垣孢子吸器 為了增加寄生真菌吸收營養(yǎng)的面積附著胞：功能是分泌粘液，把菌絲固定在寄主表面，并產(chǎn)生細(xì)的穿透菌絲侵入植物細(xì)胞壁。黏球、菌環(huán)和菌網(wǎng) 菌絲分支組成環(huán)狀或網(wǎng)狀組織來捕捉線蟲類原生動物的結(jié)構(gòu)。匍匐菌絲和假根：深入基質(zhì)吸收營養(yǎng)；并固定、支撐菌體。菌絲的特殊結(jié)構(gòu)菌索：這些結(jié)構(gòu)能在缺少營養(yǎng)的環(huán)境中為菌體生長提供基本的營養(yǎng)來源，能抵抗不良環(huán)境，當(dāng)環(huán)境轉(zhuǎn)佳時，又從尖端繼續(xù)生長延伸。菌核 菌核的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可分為兩層即皮層（cortex）和菌髓（medulla）(1)真菌核：菌核完全由菌絲組成；(2)假菌核：是由菌

9、絲和寄主組織組成。子座 子座成熟后，在它的內(nèi)部或上部發(fā)育出各種無性繁殖和有性生殖的結(jié)構(gòu)，也是繁殖體的一部分真菌結(jié)構(gòu)細(xì)胞壁主要成分幾丁質(zhì) 是大多數(shù)真菌細(xì)胞壁的主要成分，包括子囊菌、擔(dān)子菌、半知菌類和低等的壺菌是以1.4 乙酰葡萄糖胺為單元的無支鏈多聚體。由于大量氫鍵的存在使它具有很強(qiáng)的伸展性和堅固性，從而使細(xì)胞具有一定的剛性。纖維素：具有很大的強(qiáng)度，增加了細(xì)胞壁的彈性。葡聚糖 主要是酵母菌含有蛋白質(zhì) GPI蛋白和Pir蛋白脂類、黑色素和無機(jī)離子黑色素：它由來源于酚酸的分支多聚體構(gòu)成。具有高度的抗溶解性、光保護(hù)性和細(xì)胞壁構(gòu)成作用。層次結(jié)構(gòu)（1）最內(nèi)層幾丁質(zhì)微纖維緊連質(zhì)膜，起支撐作用。（2）中層是-

10、1，3-葡聚糖鏈借助氫鍵聯(lián)接形成內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)骨架結(jié)構(gòu)，與幾丁質(zhì)緊密相連；（3）外層-1，6-葡聚糖可以直接與幾丁質(zhì)相連，也可以聯(lián)接于-1，3-葡聚糖鏈網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)上；一些聯(lián)接到細(xì)胞壁上的GPICWPs蛋白經(jīng)由糖基磷脂酰肌醇錨定在-1，6-葡聚糖上而位于壁的外部；Pir-CWP蛋白以共價鍵連接于-1，3-葡聚糖上。原生質(zhì)膜細(xì)胞核大?。罕绕渌婧松镄?，一般直徑為2-3¦ m，個別25¦ m。形狀：變化大，通常為橢園形，它能通過菌絲的隔膜孔而移動。數(shù)目：變化很大，6點u核膜雙層單位膜，8-20nm; 核膜外層有核糖體附著，核膜與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)連接u膜孔數(shù)目隨菌齡而增加，是核與細(xì)胞質(zhì)物質(zhì)交換的

11、通道u核仁，核質(zhì)，u核膜在核的分裂中一直存在，這與其他高等生物是不同的u真菌的細(xì)胞核非常小，真菌的基因組相當(dāng)小u真菌核內(nèi)的染色體比較小，不易染色（脈沖電泳技術(shù)）u大多數(shù)真菌細(xì)胞是單倍體，少數(shù)是二倍體。線粒體、氫化酶體和核糖體具有幾丁質(zhì)胞壁的真菌（如壺菌、接合菌、子囊菌和擔(dān)子菌）有片層狀嵴（A)；具有纖維素胞壁和無壁的真菌（如卵菌、前毛壺菌和粘菌）有管狀嵴(B)，厭氧的瘤胃真菌沒有線粒體，取而代之的是產(chǎn)氫細(xì)胞器¡氫化酶體，糖酵解途徑利用葡萄糖后的氧化代謝物，產(chǎn)生H2、CO2和乙酸內(nèi)膜系統(tǒng)液泡：起源于光滑型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)或高爾基體的大型囊泡。由質(zhì)膜形成，液泡提供了一種貯水機(jī)制，以便保持細(xì)胞的膨壓

12、，貯存營養(yǎng)物等功能，還有溶酶體的功能泡囊：類似小氣泡的細(xì)胞器，被一層單位膜包被。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)或高爾基體，轉(zhuǎn)運微管與鞭毛由微管和微絲(microfilament)構(gòu)成了細(xì)胞質(zhì)的骨架。鞭毛：由9根微管二聯(lián)體包圍一對鑲嵌在中央鞘的微管形成的9+2型結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)有質(zhì)膜包裹。2酵母菌胎痕（birth scar）：子細(xì)胞上留下 芽痕（bud scar）： 在母體細(xì)胞上留下多端芽殖 兩端芽殖 單端芽殖 M期是有絲分裂期，復(fù)制好的染色單體在此期間向兩個子核分配，最后形成兩個子細(xì)胞，在出芽基部形成隔膜，最后芽體從母細(xì)胞上脫落。五 微生物與營養(yǎng)1營養(yǎng)物質(zhì)：化學(xué)組成：微生物、動物、植物之間存在¡ 營養(yǎng)上的統(tǒng)一性

13、¡ C ：自養(yǎng)微生物：CO2做唯一碳源（或NaHCO3）異養(yǎng)微生物：自然界所有有機(jī)物無機(jī)氮：N2、NH4、NO3、CN等有機(jī)氮：蛋白胨、牛肉浸膏、酵母粉、豆餅粉、魚粉、玉米漿等。對氮源利用有選擇性，優(yōu)先利用有機(jī)氮，有機(jī)氮源物質(zhì)同時也可提供碳源。狹義生長因子：維生素廣義生長因子：還有氨基酸、嘌呤、嘧啶、脂肪酸等光能自養(yǎng)型：以光為能源，不依賴任何有機(jī)物即可正常生長光能異養(yǎng)型：以光為能源，但生長需要一定的有機(jī)營養(yǎng)化能自養(yǎng)型：以無機(jī)物的氧化獲得能量，生長不依賴有機(jī)營養(yǎng)物化能異養(yǎng)型：以有機(jī)物的氧化獲得能量，生長依賴于有機(jī)營養(yǎng)物質(zhì)具體 名解界限不絕對：如 紫色非硫細(xì)菌(purple nonsul

14、phur bacteria)：沒有有機(jī)物時，同化CO2， 為自養(yǎng)型微生物；有機(jī)物存在時，利用有機(jī)物進(jìn)行生長，為異養(yǎng)型微生物；光照和厭氧條件下，利用光能生長，為光能自養(yǎng)型微生物；黑暗與好氧條件下，依靠有機(jī)物氧化產(chǎn)生的化學(xué)能生長，為化能異養(yǎng)型微生物；2培養(yǎng)基原則（6）1 根據(jù)營養(yǎng)類型設(shè)計培養(yǎng)基2 根據(jù)所需營養(yǎng)物質(zhì)制備培養(yǎng)基3 適宜C/N比值4 適宜pH、氧化還原電位、水的活化度5 營養(yǎng)物質(zhì)廉價易得6. 滅菌分類天然 合成 半合成固體 半固體 液體基礎(chǔ)培養(yǎng)基，完全，補(bǔ)充 加富培養(yǎng)基和富集培養(yǎng)基 選擇 鑒別含有能滿足大多數(shù)微生物基本營養(yǎng)要求的培養(yǎng)基，稱為基礎(chǔ)培養(yǎng)基。篩選營養(yǎng)缺陷型突變株時，MM只含有基

15、本的碳、氮源和無機(jī)鹽，而不含生長因子，只滿足野生型和原養(yǎng)型菌株的生長要求，而突變株不能生長。完全培養(yǎng)基(complete medium，CM)在一定條件下含有某種微生物生長繁殖所需的所有營養(yǎng)物質(zhì)的培養(yǎng)基。營養(yǎng)缺陷型突變株也可生長。補(bǔ)充培養(yǎng)基(supplement medium)在基本培養(yǎng)基中針對性地加入營養(yǎng)缺陷型菌株所需要的某一種或某幾種生長因子，以滿足營養(yǎng)缺陷型菌株生長的需要。加富培養(yǎng)基和富集培養(yǎng)基 在普通培養(yǎng)基（如肉湯蛋白胨培養(yǎng)基）中加入某些特殊營養(yǎng)物質(zhì)制成的一類營養(yǎng)豐富的培養(yǎng)基。選擇：在培養(yǎng)基中加入相應(yīng)的特殊營養(yǎng)物質(zhì)或化學(xué)物質(zhì)，抑制不需要的微生物的生長，有利于所需微生物的生長。鑒別 特定

16、的化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生明顯的特征性變化。例：營養(yǎng)缺陷型的篩選 P1193對營養(yǎng)物的吸收擴(kuò)散并不是微生物細(xì)胞吸收營養(yǎng)物質(zhì)的主要方式主動運輸是廣泛存在于微生物中的一種主要的物質(zhì)運輸方式1、初級主動運輸（primary active transport）H 的膜外運輸：消耗呼吸能、化學(xué)能、光能2、次級主動運輸(secondary active transport)由初級主動運輸在細(xì)胞質(zhì)膜（能化膜）上所建立起來的H+質(zhì)子濃度差（電勢差），在其消失過程中所偶聯(lián)的營養(yǎng)物質(zhì)運輸，稱為次級主動運輸3. Na+,K+-ATP酶(Na+,K+-ATPase)系統(tǒng) 用ATP的能量4.ATP結(jié)合性盒式轉(zhuǎn)運蛋白系統(tǒng)（ATP-

17、binding cassette transporter) ABC轉(zhuǎn)運蛋白5. 基團(tuán)轉(zhuǎn)位(group translocation) 由多種酶參與、需要消耗能量、被運輸?shù)臓I養(yǎng)物質(zhì)在化學(xué)結(jié)構(gòu)上發(fā)生了磷酸化作用，以營養(yǎng)物磷酸基團(tuán)的形式進(jìn)入胞內(nèi)，故稱為基團(tuán)轉(zhuǎn)位。6鐵載體運輸吸收（transport absorption of siderophore）微生物細(xì)胞通過向胞外分泌鐵載體（siderophore）來運輸鐵離子。鐵載體是一類能與Fe3+形成復(fù)合物并將其運輸?shù)桨麅?nèi)的小分子物質(zhì)7蛋白質(zhì)輸出（protein export）Sec（Secretory）移位酶在蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運系統(tǒng)中起重要作用。Sec YEG是

18、一種膜介導(dǎo)的移位酶，廣泛地分布在原核生物中，特異性地將某些蛋白質(zhì)或酶插入膜中，然后向膜外分泌。膜泡運輸膜泡運輸主要存在于原生動物中，特別是變形蟲思考題六 微生物代謝1能量代謝異養(yǎng)微生物利用有機(jī)物。自養(yǎng)微生物則利用無機(jī)物，通過生物氧化來進(jìn)行產(chǎn)能代謝。微生物生成ATP的生物氧化方式 底物水平磷酸化 氧化磷酸化 光合磷酸化（1）光捕獲復(fù)合體（類胡蘿卜素、菌綠素（Bch）（2）光反應(yīng)中心復(fù)合體（3）電子傳遞系統(tǒng)（Fe.S Fd 輔酶Q cyt色素等） （4） ATP酶1個光合單位（photosynthetic unit）由1個光捕獲復(fù)合體和1個光反應(yīng)中心復(fù)合體組成。光捕獲復(fù)合體含有的光合色素吸收光量子

19、后，引起波長最長菌綠素（P870）激活，從而傳給反應(yīng)中心，激發(fā)態(tài)的P870可釋放出1個高能電子。光合磷酸化作用1環(huán)式光合磷酸化：厭氧條件 光合細(xì)菌光合細(xì)菌經(jīng)電子循環(huán)的環(huán)式光合磷酸化產(chǎn)生1分子ATP在強(qiáng)還原環(huán)境下，經(jīng)外源電子供體氧化釋放的電子耗能逆電子傳遞鏈形成NAD（P）H。環(huán)式光合磷酸化只有一個光反應(yīng)系統(tǒng)。而是利用還原態(tài)的H2 、H2S特點：電子傳遞途徑屬循環(huán)方式，即在光能的驅(qū)動下，電子從菌綠素分子上逐出，通過類似呼吸鏈的循環(huán)，又回到菌綠素，其間產(chǎn)生了ATP；產(chǎn)ATP與產(chǎn)還原力H分別進(jìn)行；還原力來自H2S等的無機(jī)氫供體；不產(chǎn)生氧。一個光反應(yīng)系統(tǒng)2藻類、藍(lán)細(xì)菌非環(huán)式光合磷酸化：有氧 特點：電子

20、的傳遞途徑屬非循環(huán)式的；在有氧條件下進(jìn)行；有兩個光合系統(tǒng)，其中的PS（含葉綠素a）可以利用紅光， PS（含葉綠素b）可利用藍(lán)光；反應(yīng)中同時有ATP（產(chǎn)自PS）、還原力H（產(chǎn)自PS）和O2（產(chǎn)自PS進(jìn)行水光解釋放氧）產(chǎn)生；還原力NADPH2中的H是來自H2O分子光解后的H+和e-。3綠色細(xì)菌非環(huán)式光合磷酸化：厭氧條件一個光合系統(tǒng)進(jìn)行非環(huán)式光合磷酸化合成少量ATP，主要產(chǎn)生還原力NAD(P)H。(4)嗜鹽菌紫膜的光合磷酸化紫膜：在無氧有光下，光介導(dǎo)視紫紅質(zhì)蛋白輔基視黃醛分子順、反式結(jié)構(gòu)變化形成質(zhì)子跨膜動勢，經(jīng)ATP酶產(chǎn)生ATP。紅膜：紅色類類胡蘿卜素、cyt色素、Fp等電子傳遞系統(tǒng)，有氧無光下，有

21、機(jī)營養(yǎng)物質(zhì)氧化磷酸化產(chǎn)ATP有機(jī)物的氧化無氧呼吸無機(jī)物氧化 化能自養(yǎng)微生物從無機(jī)底物，例如，NH4+、NO2-、H2S、S0、H2和Fe2+的氧化中得到能量ATP和還原力H，同化CO2合成細(xì)胞物質(zhì)。其產(chǎn)能途徑主要也是借助于經(jīng)過呼吸鏈的氧化磷酸化反應(yīng)，化能自養(yǎng)菌一般都是好氧菌。亞硝化細(xì)菌（NH4+NO2-）硝化細(xì)菌（NO2+NO3-）化能自養(yǎng)微生物以無機(jī)物作為能源，一般產(chǎn)能效率低，生長慢，但從生態(tài)學(xué)角度看，它們所利用的能源物質(zhì)是一般化能異養(yǎng)生物所不能利用的，因此它們與產(chǎn)能效率高、生長快的化能異養(yǎng)微生物之間并不存在生存競爭。反硝化細(xì)菌在有氧無氧是如何產(chǎn)生ATP以及如何利用幾種菌降低NH4+ p12

22、92分解代謝生物體內(nèi)葡萄糖被降解成丙酮酸的過程稱為糖酵解（glycolysis）糖酵解是發(fā)酵的基礎(chǔ),主要有四種途徑：EMP途徑、HMP途徑、ED途徑、磷酸解酮酶途徑。某些細(xì)菌通過ED途徑產(chǎn)生乙酸1 弱酸性 乙醇2 中性? 甘油3 堿性 乙醇 乙酸 甘油 酵母菌非生長的情況下不同微生物發(fā)酵產(chǎn)物的不同，也是細(xì)菌分類鑒定的重要依據(jù)大腸桿菌：產(chǎn)酸產(chǎn)氣金黃色葡萄球菌： 產(chǎn)酸不產(chǎn)氣大腸桿菌：V.P.試驗陰性 甲基紅試驗陽性產(chǎn)氣腸桿菌： V.P.試驗陽性 甲基紅試驗陰性3合成代謝重點分解代謝與合成代謝在生物體內(nèi)是偶聯(lián)進(jìn)行的，它們之間的關(guān)系是對立統(tǒng)一的。兩用代謝途徑 分解代謝和合成代謝中均具有功能的代謝途徑

23、EMP、HMP和TCA循環(huán)代謝物回補(bǔ)順序（anaplerotic sequence），又稱代謝物補(bǔ)償途徑或添補(bǔ)途徑（replenishment pathway），補(bǔ)充兩用代謝途徑中因合成代謝而消耗的中間代謝物的那些反應(yīng)。乙醛酸循環(huán)CO2固定1.Calvin循環(huán)（核酮糖二磷酸途徑或還原性戊糖磷酸循環(huán)）主要2.還原性TCA循環(huán): 存在于綠菌屬的一些綠色硫細(xì)菌中 起始于草酰乙酸，以它作為CO2受體，每循環(huán)一周固定2個CO2，并還原成可供生物合成用的乙酰-CoA3.羥基丙酸途徑:存在于綠色非硫細(xì)菌(綠屈撓菌屬)在以H2或H2S作電子供體的的自養(yǎng)菌中 H2S或H2為電子供體對CO2進(jìn)行固定的特有途徑4.

24、厭氧乙酰CoA途徑: 存在于乙酸菌、硫酸鹽還原菌和產(chǎn)甲烷菌等化能自養(yǎng)細(xì)菌中 Calvin循環(huán)1、5二磷酸核酮糖羧化酶（CO2 固定） 6個核酮糖-1,5-二磷酸12個甘油酸-3-磷酸固定個CO23磷酸甘油酸還原酶（ CO2 還原） 甘油醛-3-磷酸5磷酸核酮糖激酶（受體再生） 核酮糖-5-磷酸核酮糖-1,5-二磷酸肽聚糖合成以大腸桿菌為例在細(xì)胞質(zhì)中的合成階段 1. 由葡萄糖合成N-乙酰葡糖胺（ UDP NAG ）和N-乙酰胞壁酸（ UDP NA M ）糖基單體2. 由N-乙酰胞壁酸合成UDP- N-乙酰胞壁酸-五肽(即¡Park¡ 核苷酸）在細(xì)胞膜上的合成階段：肽聚糖單體的

25、合成 ¡ 二糖單位¡ 的組裝在細(xì)胞膜上進(jìn)行肽橋的合成是在ATP與tRNA的參與下，先生成氨酰-tRNA，然后通過肽鍵逐漸連接 沒有核糖體參與 五個甘氨酸構(gòu)成在細(xì)胞膜外的合成階段：肽鏈間交聯(lián)DD羧肽酶 特異性識別五肽鏈末端D- ala-D-ala,并切割末端D- ala成四肽鏈轉(zhuǎn)肽酶: 催化四肽鏈末端Dala和另一肽鏈第三個雙氨基酸成肽鏈交聯(lián)青霉素是肽聚糖單體五肽尾末端的D-丙氨酰-D-丙氨酸的結(jié)構(gòu)類似物，即它們兩者可互相競爭羧肽酶、轉(zhuǎn)肽酶的活力中心，抑制肽鏈交聯(lián)。當(dāng)轉(zhuǎn)肽酶與青霉素結(jié)合后，因前后兩個肽聚糖單體間的肽橋無法交聯(lián)，因此只能合成缺乏正常機(jī)械強(qiáng)度的缺損¡ 肽

26、聚糖¡ ，從而形成了細(xì)胞壁缺損的細(xì)胞，例如原生質(zhì)體或球狀體等，它們在滲透壓變動的不利環(huán)境下，極易因破裂而死亡。生長繁殖旺盛期的微生物具有明顯的抑制作用，而對處于生長休止期的細(xì)胞（rest cell），則無抑制作用。生物固氮自生固氮菌：好氧自生固氮：固氮菌屬（Azotobacter），固氮能力強(qiáng)；厭氧自生固氮：巴氏梭菌,固氮能力弱。兼性厭氧自生固氮：紅螺菌屬共生固氮菌：根瘤菌屬（Rhizobium),與特異性豆科植物共生固氮；放線菌的弗蘭克氏菌(Frankia),非豆科植物共生。聯(lián)合固氮菌： 必須生活在植物根際、葉面或動物腸道等處才能固氮。需要條件（6）1消耗大量ATP和還原力 2還原

27、力由NAD（P）H提供 3Mg2+激活活性中心 4 分子態(tài)的氮還原為氨 5關(guān)鍵是細(xì)胞中存在固氮酶 6固氮反映在嚴(yán)格的厭氧微環(huán)境中固氮酶是一種復(fù)合蛋白，由固二氮酶和固二氮還原酶 前者是活性中心 兩者都含鐵蛋白；氧氣使固氮酶失活，NH+抑制其活性； 固氮酶有氫化酶活性 根瘤菌營養(yǎng)體細(xì)胞（不固氮）類菌體（不能繁殖、固氮）周膜的內(nèi)外存在著豆血紅蛋白，是一種紅色含鐵蛋白，與氧親合力極強(qiáng)，根瘤菌內(nèi)無氧，還原環(huán)境。好氧性固氮菌固氮酶的抗氧化機(jī)制次級代謝物 了解微生物細(xì)胞在一定生長期，以初級代謝產(chǎn)物為前體，合成一些對微生物生命活動無明確功能的物質(zhì)，該合成過程為次生代謝，合成產(chǎn)物為次生代謝物，如抗生素、激素、毒

28、素、維生素、色素等。次生代謝的特點：1、次生代謝以初級代謝產(chǎn)物為前體；2、次生代謝多為菌體終止生長后發(fā)生；3、某些催化次生代謝的酶專一性不高，次生代謝產(chǎn)物多組份；4、多種抗生素合成受質(zhì)?？刂?；5、次生代謝沒明確的生理功能，次生代謝過程受阻不影響菌體生長。七 生長繁殖與控制及細(xì)胞分化生長是一個逐步發(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。在高等生物里這兩個過程可以明顯分開，但在低等特別是在單細(xì)胞的生物里，由于細(xì)胞小，這兩個過程是緊密聯(lián)系又很難劃分的過程。1個體生長與調(diào)控了解細(xì)菌生長周期（bacterial growth cycle）又稱細(xì)菌的細(xì)胞循環(huán)，是指從一個新產(chǎn)生的子代細(xì)胞開始，

29、經(jīng)生長和一次細(xì)胞分裂而形成新一代子細(xì)胞的連續(xù)過程。細(xì)菌細(xì)胞壁擴(kuò)增生長的調(diào)節(jié)控制（一）自溶素酶活性調(diào)節(jié) 自溶素作用于肽聚糖鏈的溶菌酶、N-乙酰葡萄糖胺酶和N-乙酰胞壁酸酰胺酶，作用于短肽鏈交聯(lián)的轉(zhuǎn)肽酶、DD-羧肽酶等。（二）轉(zhuǎn)肽酶與DD-羧肽酶的活性比較調(diào)節(jié)待生長的細(xì)胞內(nèi)，轉(zhuǎn)肽酶活性高于DD-羧肽酶；將分裂的細(xì)胞內(nèi)，DD-羧肽酶活性高于轉(zhuǎn)肽酶。所以當(dāng)轉(zhuǎn)肽酶活性高于DD-羧肽酶活性時，新合成的肽聚糖分子中五肽鏈的比率高于四肽鏈，有利于細(xì)胞壁擴(kuò)增，導(dǎo)致細(xì)胞生長。細(xì)菌細(xì)胞分裂繁殖的調(diào)節(jié)控制以DNA復(fù)制終止和二倍長度細(xì)胞特定閾值為雙重信號，啟動染色體DNA準(zhǔn)確分離。該過程需要調(diào)控蛋白與細(xì)胞分裂蛋白的參與

30、及相互作用，也需要多種“力的產(chǎn)生”機(jī)制（一）染色體DNA準(zhǔn)確分離的調(diào)控機(jī)制（二）橫隔壁形成的調(diào)控機(jī)制2細(xì)菌群體生長繁殖重點生長曲線 遲緩期（Lag phase）遲緩期的特點：分裂遲緩、代謝活躍遲緩期出現(xiàn)的原因：調(diào)整代謝在生產(chǎn)實踐中縮短遲緩期的常用手段：(1)通過遺傳學(xué)方法改變種的遺傳特性使遲緩期縮短；(2)利用對數(shù)生長期的細(xì)胞作為種子；(3)盡量使接種前后所使用的培養(yǎng)基組成不要相差太大；(4)適當(dāng)擴(kuò)大接種量對數(shù)生長期（Log phase）或指數(shù)生長期(Exponential phase) 菌體細(xì)胞代謝旺盛，生長速度快，數(shù)量急劇增加，細(xì)菌內(nèi)各成分按比例有規(guī)律地增加，表現(xiàn)為平衡生長。適宜作發(fā)酵菌種

31、或提取初級代謝產(chǎn)物。穩(wěn)定期（Stationary phase）由于營養(yǎng)物質(zhì)消耗，代謝產(chǎn)物積累和pH等環(huán)境變化，逐步不適宜于細(xì)菌生長，導(dǎo)致生長速度降低直至零(即細(xì)菌分裂增加的數(shù)量等于細(xì)菌死亡數(shù))。細(xì)胞重要的分化調(diào)節(jié)階段；儲存糖原等細(xì)胞質(zhì)內(nèi)含物，芽孢桿菌在此階段形成芽孢或建立自然感受態(tài)等。也是發(fā)酵過程積累代謝產(chǎn)物的重要階段，某些放線菌抗生素的大量形成也在此時期。生產(chǎn)上常通過補(bǔ)充營養(yǎng)物質(zhì)（補(bǔ)料）或取走代謝產(chǎn)物、調(diào)節(jié)pH、調(diào)節(jié)溫度、對好氧菌增加通氣、攪拌或振蕩等措施延長穩(wěn)定生長期，以獲得更多的菌體物質(zhì)或積累更多的代謝產(chǎn)物。衰亡期(Decline或Death phase)營養(yǎng)物質(zhì)耗盡和有毒代謝產(chǎn)物的大量

32、積累，細(xì)菌死亡速率超過新生速率，整個群體呈現(xiàn)出負(fù)增長。該時期死亡的細(xì)菌以對數(shù)方式增加，但在衰亡期的后期，由于部分細(xì)菌產(chǎn)生抗性也會使細(xì)菌死亡的速率降低，仍有部分活菌存在。計算公式與主要參數(shù)比生長速率代時 影響微生物代時（增代時間）的因素：菌種；營養(yǎng)成分，在營養(yǎng)豐；營養(yǎng)物濃度；溫度其它：遲緩時間T 遲緩生長量N 總生產(chǎn)量 產(chǎn)量常數(shù)K P174二次生長、同步培養(yǎng)和連續(xù)培養(yǎng)名解恒濁器連續(xù)培養(yǎng)恒化器連續(xù)培養(yǎng)3真菌的生長繁殖酵母菌 無性繁殖 芽殖 裂殖 無性孢子 有性繁殖酵母菌單倍體和雙倍體細(xì)胞均可獨立存在，有三種類型：1）營養(yǎng)體主要以單倍體形式存在（核配后立即進(jìn)行減數(shù)分裂）2）營養(yǎng)體主要以雙倍體形式存在

33、（核配后不立即進(jìn)行減數(shù)分裂）3）營養(yǎng)體既可以單倍體也可以雙倍體形式存在，都可進(jìn)行出芽繁殖。絲狀真菌的生長與繁殖絲狀真菌的生長頂端生長無限生長、不斷分支各部分都有潛在的生長能力無性孢子：厚垣孢子（毛霉)、節(jié)孢子(白地霉)、芽孢子(blastospore)、分生孢子（曲霉 青霉）、孢囊孢子（根霉 毛霉） 、游動孢子（壺菌）有性生殖三個過程a）質(zhì)配：兩個性細(xì)胞結(jié)合，細(xì)胞質(zhì)融合，成為雙核細(xì)胞，每個核均含單倍染色體（n+n）。b）核配：兩個核融合，成為二倍體接合子核，此時核的染色體數(shù)是二倍（2n）。c）減數(shù)分裂：具有二倍體的細(xì)胞核經(jīng)過減數(shù)分裂，核中的染色體數(shù)目又恢復(fù)到單倍體。特點a）有性生殖不如無性繁殖那么經(jīng)常與普遍，多發(fā)生在特定條件下，往往在自然條件下較