農(nóng)業(yè)微生物學(xué)總結(jié)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè) 緒論1、微生物的生物學(xué)特性體積小 面積大、吸收多 轉(zhuǎn)化快、生長旺 繁殖快、適應(yīng)強(qiáng) 易變異、種類多 分布廣2、研究微生物的基本方法顯微鏡的使用、無菌操作技術(shù)、純種分離技術(shù)、純種培養(yǎng)技術(shù)3、微生物農(nóng)藥：利用微生物或其產(chǎn)物來防治植物病蟲害和雜草危害的一類微生物制劑稱為微生物農(nóng)藥4、原核類：三菌(細(xì)菌、放線菌、藍(lán)細(xì)菌) 三體(支原體、衣原體、立克次氏體)真核類：真菌 原生動(dòng)物 單細(xì)胞藻類非細(xì)胞生物：病毒 類病毒 朊病毒5、微生物農(nóng)藥的特點(diǎn)：（1）對(duì)脊椎動(dòng)物和人類無害,不污染環(huán)

2、境；（2）對(duì)植物無毒害；（3）能保護(hù)害蟲天敵；（4）昆蟲不易產(chǎn)生抗藥性；（5）自然傳播感染能力:有些昆蟲病原微生物,可在昆蟲群落中自然傳播感染成流行??；（6）容易進(jìn)行大量生產(chǎn)。6、法國的巴斯德（L.Pasteur，18221895）和德國的科赫（R.Koch，18431910），他們可分別稱為微生物學(xué)的奠基人和細(xì)菌學(xué)的奠基人。 環(huán)境中的微生物1、 細(xì)菌的形態(tài)2、革蘭氏染色的主要步驟及反應(yīng)原理（1）從細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)及其化學(xué)組成成分的角度來解釋：革蘭氏染色是基于細(xì)菌細(xì)胞壁特殊化學(xué)組分基礎(chǔ)上的一種物理原因。通過初染和媒染操作后，在細(xì)菌細(xì)胞的膜或原生質(zhì)體上染上了不溶于水的結(jié)晶紫與碘的大分子復(fù)合物。革蘭氏

3、陽性細(xì)菌由于細(xì)胞壁較厚、肽聚糖含量較高和其分子交聯(lián)度較緊密，故在用乙醇洗脫時(shí)，肽聚糖網(wǎng)孔會(huì)因脫水而明顯收縮，再加上它基本上不含類脂，故乙醇處理不能在壁上溶出縫隙，因此，結(jié)晶紫與碘復(fù)合物仍牢牢阻留在其細(xì)胞壁內(nèi)，使其呈現(xiàn)紫色。反之，革蘭氏陰性細(xì)菌因其壁薄、肽聚糖含量低和交聯(lián)松散，故遇乙醇后，肽聚糖網(wǎng)孔不易收縮，加上它的類脂含量高，所以當(dāng)乙醇把類脂溶解后，在細(xì)胞壁上就會(huì)出現(xiàn)較大的縫隙，這樣，結(jié)晶紫與碘的復(fù)合物就極易被溶出細(xì)胞壁，因此，通過乙醇脫色后，細(xì)胞又呈無色。這時(shí)，再經(jīng)沙黃等紅色染料進(jìn)行復(fù)染，就使革蘭氏陰性細(xì)菌獲得了一層新的顏色紅色，而革蘭氏陽性菌則仍呈紫色（實(shí)為紫中帶紅）。 （2）從細(xì)菌等電點(diǎn)

4、的角度來解釋：已知革蘭氏陽性菌的等電點(diǎn)為pH2-3，革蘭氏陰性細(xì)菌的等電點(diǎn)為pH4-5，可見，革蘭氏陽性菌的等電點(diǎn)比革蘭氏陰性菌的等電點(diǎn)低，說明革蘭氏陽性菌帶的負(fù)電荷比革蘭氏陰性菌多。當(dāng)革蘭氏陽性菌菌所帶的負(fù)電荷與結(jié)晶紫結(jié)合時(shí)其結(jié)合力大；用碘-碘化鉀媒染后，G+與G-者的等電點(diǎn)均得到降低，但革蘭氏陽性菌的等電點(diǎn)降低得多，故與結(jié)晶紫結(jié)合得更加牢固，對(duì)乙醇脫色的抵抗力更強(qiáng)。結(jié)晶紫、碘-碘化鉀復(fù)合物不被乙醇提取，菌體呈現(xiàn)紫色。而革蘭氏陰性菌與結(jié)晶紫的結(jié)合力弱，結(jié)晶紫與碘的復(fù)合物很容易被乙醇捕風(fēng)捕風(fēng)抽提而使菌體呈現(xiàn)無色，復(fù)染后呈現(xiàn)紅色。 3、原生質(zhì)體(protoplast) 指在人工條件下用溶菌酶除盡

5、原有細(xì)胞壁或用青霉素抑制細(xì)胞壁的合成，而形成的僅由細(xì)胞膜包裹著的圓球形、對(duì)滲透壓變化敏感的細(xì)胞，常由革蘭氏陽性菌形成球狀體或原生質(zhì)球(sphaeroplast) 指在人工條件下用溶菌酶除盡原有細(xì)胞壁或用青霉素抑制細(xì)胞壁的合成，而形成的殘留部分細(xì)胞壁的原生質(zhì)體，常由革蘭氏陰性細(xì)菌形成5、間體 是一種由細(xì)胞質(zhì)膜內(nèi)褶而形成的囊狀結(jié)構(gòu)，其中充滿著層狀或管狀的泡囊，常常同核質(zhì)相聯(lián)系，位于細(xì)胞分裂處。 功能：可能參與呼吸作用、同DNA的復(fù)制和細(xì)胞的分裂有關(guān)。 6、載色體 是一些不放氧型光合細(xì)菌細(xì)胞質(zhì)膜多次內(nèi)陷折疊而形成的片層狀、微管狀或囊狀的結(jié)構(gòu)。載色體含有菌綠素和類胡蘿卜素等光合色素及進(jìn)行磷酸化所需的酶

6、類和電子 傳遞體是進(jìn)行光合作用的部位7、類囊體 是藍(lán)細(xì)菌細(xì)胞中存在的由單位膜組成的囊狀體，其上含有葉綠素、藻膽色素等光合色素和有關(guān)酶類，是光合作用的場所8、羧酶體是自養(yǎng)細(xì)菌所特有的內(nèi)膜結(jié)構(gòu)可能是固定CO2的場所。羧酶體中含有自養(yǎng)生物所特有的5-磷酸核酮糖激酶和1，5-二磷酸核酮糖羧化酶，這兩種酶是卡爾文循環(huán)中固定CO2的關(guān)鍵性酶類，通過卡爾文循環(huán)，使自養(yǎng)菌與異養(yǎng)菌一樣含有了磷酸己糖。一些光合細(xì)菌，如藍(lán)細(xì)菌以及化能自養(yǎng)菌如硝化桿菌科細(xì)胞中均具羧酶體。9、核區(qū)生理功能:a、是儲(chǔ)存和發(fā)出遺傳信息的物質(zhì)基礎(chǔ) b、在細(xì)胞分裂過程中，DNA復(fù)制又是遺傳信息傳給后代的物質(zhì)基礎(chǔ)。 10、質(zhì)粒是存在于細(xì)菌染色體

7、以外的遺傳物質(zhì)，多由共價(jià)閉合環(huán)狀雙螺旋DNA分子組成，分散在細(xì)胞質(zhì)中獨(dú)立復(fù)制或整合到細(xì)菌染色體上。質(zhì)粒的特點(diǎn): （1）可以在細(xì)胞質(zhì)中獨(dú)立于染色體之外（即以游離狀態(tài)）存在，也可以插入到染色體上以附加體的形式存在；（2）在細(xì)胞分裂時(shí)，可以不依賴于細(xì)菌染色體而獨(dú)立進(jìn)行自我復(fù)制，也可以插入到細(xì)菌染色體中與染色體一道進(jìn)行復(fù)制；（3）質(zhì)?？梢酝ㄟ^轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)導(dǎo)、或接合作用而由一個(gè)細(xì)胞轉(zhuǎn)移到另一個(gè)細(xì)胞，使兩個(gè)細(xì)胞都成為帶有質(zhì)粒的細(xì)胞；但不能自發(fā)產(chǎn)生 （4）質(zhì)粒對(duì)于細(xì)胞生存并不是必要的。（5）主要控制一些次生代謝產(chǎn)物的生成，如：維生素、色素、抗生素等。 11、核糖體: 是蛋白質(zhì)合成的場所12、芽孢:有些細(xì)菌在一定

8、的生活環(huán)境里或生長到一定的階段，在細(xì)胞內(nèi)形成一個(gè)圓形或橢圓形、厚壁、含水量極低、折光性極強(qiáng)、抗逆性極強(qiáng)的休眠體，稱為芽孢13、伴孢晶體：在形成芽孢的同時(shí)，在芽孢旁形成的一顆菱形或雙錐形的堿溶性蛋白晶體內(nèi)毒素，稱為伴孢晶體。如蘇云金芽孢桿菌（Bacillus thuringiensis,BT殺蟲劑）特點(diǎn)：不溶于水，對(duì)蛋白酶類不敏感；易溶于堿性溶劑14、糖被：某些細(xì)菌在一定營養(yǎng)條件下向胞外分泌出厚度不定、包被于細(xì)胞壁外的膠狀物質(zhì)，此稱為糖被（1）莢膜：某些細(xì)菌生活在一定的營養(yǎng)條件下由細(xì)胞內(nèi)向細(xì)胞壁表面分泌的厚度200nm的透明、粘液狀的物質(zhì)，使細(xì)菌與外界環(huán)境有明顯的邊緣，稱。如巨大芽孢桿菌。（2）

9、微莢膜： 200nm，光學(xué)顯微鏡不能看見，但可采用血清學(xué)方法證明其存在 ，易被胰蛋白質(zhì)酶消化 （3）粘液層：有些細(xì)菌分泌多糖粘性物質(zhì)，疏松地附著在細(xì)胞壁的表面，可向四周擴(kuò)散并且容易消失，與外界環(huán)境沒有明顯的邊緣，這個(gè)結(jié)構(gòu)稱為 （4）菌膠團(tuán)：在水處理工程領(lǐng)域內(nèi)，則將所有具有莢膜或粘液的絮凝性細(xì)菌互相絮凝聚集成的菌膠團(tuán)塊都稱為菌膠團(tuán)。15、鞭毛：是細(xì)菌的運(yùn)動(dòng)器官16、菌毛：使菌體附著于物體表面的功能17、菌落（colony） 單個(gè)微生物在適宜的固體培養(yǎng)基表面或內(nèi)部生長、繁殖到一定程度形成的肉眼可見的、有一定形態(tài)結(jié)構(gòu)的子細(xì)胞生長群體，稱為菌苔（bacterial lawn） 是指在固體培養(yǎng)基上由許多

10、細(xì)菌或孢子生長、繁殖形成的肉眼可見、相互連成一片的大量菌落群體。18、液體培養(yǎng)特征：反映微生物與氧氣的關(guān)系19、半固體培養(yǎng)基：含0.35-0.4%瓊脂；穿刺接種法用途：觀察細(xì)菌是否擴(kuò)散生長，判斷細(xì)菌運(yùn)動(dòng)性及是否含鞭毛。20、放線菌：細(xì)長分枝的原核單細(xì)胞生物21、菌落特征 （與細(xì)菌特征正好相反）表面常呈粉末狀或皺褶狀(？) ，有的則呈緊密干硬的圓形，有些為糊狀。顏色各異，正反不同(？) ，質(zhì)地緊密，菌落不易用接種環(huán)挑起(？)，較小 。第3章 微生物的營養(yǎng)1、傳統(tǒng)上根據(jù)功能不同對(duì)營養(yǎng)物歸類：水、無機(jī)鹽和碳源、氮源、能源、生長因子等2、碳源：凡可被用來構(gòu)成細(xì)胞物質(zhì)或代謝產(chǎn)物中碳素來源的營養(yǎng)物質(zhì)。功能

11、：提供合成細(xì)胞物質(zhì)及代謝物的原料;并為整個(gè)生理活動(dòng)提供所需要能源（異養(yǎng)微生物）。 種類: 3、光能無機(jī)營養(yǎng)型：依靠體內(nèi)的光合色素,利用光作為能源,以H2O和H2S作供氫體,CO2為碳源合成有機(jī)物,構(gòu)成自身細(xì)胞物質(zhì)的微生物 化能無機(jī)營養(yǎng)型：以CO2作為唯一碳源物質(zhì),以S,H2S,H2,NH3,Fe等無機(jī)物氧化釋放的化學(xué)能為能量合成有機(jī)物質(zhì)的微生物化能異養(yǎng)型微生物：至少需提供一種大量有機(jī)物才能滿足其正常要求的微生物，即其碳源必須是有機(jī)物，氫供體是有機(jī)物，能源則可以利用氧化有機(jī)物而獲得。光能異養(yǎng)型微生物：至少需提供一種大量有機(jī)物才能滿足其正常要求的微生物，即其碳源必須是有機(jī)物，氫供體是有機(jī)物，能源則

12、可以利用光能而獲得。4、生長因子:是一類對(duì)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(jī)體生長需要的有機(jī)營養(yǎng)物質(zhì)。不同微生物需求的生長因子的種類和數(shù)量不同。5、培養(yǎng)基：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)物的營養(yǎng)基質(zhì)（混合養(yǎng)料）6、（1）化能自養(yǎng)菌氧化硫桿菌的培養(yǎng)基粉末狀硫 10g KH2PO4 4g MgSO4 0.5g CaCl2 0.5g (NH4)2SO4 0.4g FeSO4 0.01g 水 1000mL其中各組分作用是什么？碳源是什么？（2）異養(yǎng)細(xì)菌的培養(yǎng)基中至少有一種有機(jī)物，實(shí)驗(yàn)室中通常是葡萄

13、糖 如一種大腸桿菌培養(yǎng)基：葡萄糖 0.5g K2HPO4 1g MgSO4 0.2g NaCl 5g NH4H2PO4 0.4g 水 1000mL其中各組分作用是什么？碳源是什么？7、培養(yǎng)基的配制原則目的明確；營養(yǎng)協(xié)調(diào);理化適宜；經(jīng)濟(jì)節(jié)約。8、根據(jù)培養(yǎng)基的成分和物理狀態(tài)分：9、根據(jù)培養(yǎng)基用途：基礎(chǔ)型、選擇型、鑒別型、加富型選擇性培養(yǎng)基：在培養(yǎng)基中加入某種物質(zhì)，以殺死或抑制不需要的微生物的生長，而促進(jìn)目的微生物生長的培養(yǎng)基。加富培養(yǎng)基：在培養(yǎng)基中加入某種物質(zhì)，以促進(jìn)目的微生物生長成為優(yōu)勢菌的培養(yǎng)基。鑒別培養(yǎng)基：在培養(yǎng)基中加入某種試劑后，使難以區(qū)分的微生物經(jīng)培養(yǎng)后呈現(xiàn)出明顯差別，因而有助于快速鑒別

14、某種微生物的培養(yǎng)基。10、營養(yǎng)物質(zhì)的運(yùn)輸方式：單純擴(kuò)散、促進(jìn)擴(kuò)散、主動(dòng)運(yùn)輸、基團(tuán)轉(zhuǎn)位單純擴(kuò)散（simplediffusion）又稱被動(dòng)運(yùn)送（passivetransport）。細(xì)胞膜這層疏水性屏障可以通過物理擴(kuò)散方式讓許多小分子、非電離分子尤其是親脂性的分子被動(dòng)地通過，這就是單純擴(kuò)散。這類物質(zhì)的種類不多，主要是氧、二氧化碳、乙醇和某些氨基酸分子，還沒有發(fā)現(xiàn)過糖分子可通過單純擴(kuò)散而進(jìn)入細(xì)胞的例子。單純擴(kuò)散不是細(xì)胞獲取營養(yǎng)物質(zhì)的主要方式，因?yàn)榧?xì)胞既不能通過它來選擇必需的營養(yǎng)成分，也不能將稀溶液中的溶質(zhì)分子進(jìn)行逆濃度梯度運(yùn)送，以滿足細(xì)胞的需要。促進(jìn)擴(kuò)散（facilitateddiffusion）與單

15、純擴(kuò)散的一個(gè)主要差別，是在溶質(zhì)的運(yùn)送過程中，必須借助于膜上底物特異性載體蛋白（carrierprotein）的參與。由于參與的方式不同，載體蛋白還有許多其他名稱，例如透性酶（permease）、移位酶（translocase）或移位蛋白（translocatorprotein）等。這種載體蛋白運(yùn)送溶質(zhì)的機(jī)制可能是由于其構(gòu)象的改變：在膜的外側(cè)時(shí)，它能與溶質(zhì)分子結(jié)合，而在膜的內(nèi)側(cè)則可釋放此溶質(zhì)，且不必提供任何能量。這類載體蛋白具有酶的性質(zhì)，而且必須是誘導(dǎo)產(chǎn)生的。促進(jìn)擴(kuò)散只能把環(huán)境中濃度較高的分子加速擴(kuò)散到細(xì)胞內(nèi)，直至膜兩側(cè)的溶質(zhì)濃度相等時(shí)為止，而決不能引起溶質(zhì)的逆濃度梯度運(yùn)送。因此，它只對(duì)生長在高

16、營養(yǎng)物濃度下的微生物發(fā)揮作用。主動(dòng)運(yùn)送（activetransport）是微生物吸收營養(yǎng)物質(zhì)的主要機(jī)制。其特點(diǎn)是它的特異性載體蛋白在運(yùn)送溶質(zhì)的過程中，需要提供能量（質(zhì)子勢、ATP等）而發(fā)生構(gòu)象變化；同時(shí)，它可逆濃度梯度進(jìn)行運(yùn)送，從而使生活在低營養(yǎng)環(huán)境下的微生物能獲得濃縮形式的營養(yǎng)物。由主動(dòng)運(yùn)送的營養(yǎng)物主要有無機(jī)離子、有機(jī)離子和一些糖類（例如乳糖、蜜二糖或葡萄糖）等?；鶊F(tuán)移位（grouptranslocation）也是一種既需特異性載體蛋白又須耗能的運(yùn)送方式，但溶質(zhì)在運(yùn)送前后會(huì)發(fā)生分子結(jié)構(gòu)的變化，因而不同于上述的主動(dòng)運(yùn)送?；鶊F(tuán)移位在Escherichiacoli（大腸桿菌）和Staphyloco

17、ccusaureus（金黃色葡萄球菌）中研究得較多。有關(guān)這四種運(yùn)送方式的細(xì)節(jié)和形象化的解釋可見圖5-1和表5-14。 基團(tuán)移位主要用于運(yùn)送葡萄糖、果糖、甘露糖、核苷酸、丁酸和腺嘌呤等物質(zhì)。以葡萄糖為例，其特點(diǎn)是每輸入一個(gè)葡萄糖分子，就要消耗一個(gè)ATP的能量。運(yùn)送的機(jī)制是依靠磷酸轉(zhuǎn)移酶系統(tǒng)，即磷酸烯醇式丙酮酸-己糖磷酸轉(zhuǎn)移酶系統(tǒng)。其運(yùn)送的步驟為：（1）熱穩(wěn)載體蛋白（HPr，heat-stablecarrierprotein）的激活細(xì)胞內(nèi)高能化合物磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）的磷酸基團(tuán)把HPr激活。 HPr是一種低分子量的可溶性蛋白質(zhì)，結(jié)合在細(xì)胞膜上，具有高能磷酸載體的作用。酶1是一種可溶性的細(xì)胞質(zhì)

18、蛋白。（2）糖被磷酸化后運(yùn)入膜內(nèi)膜外環(huán)境中的糖先與外膜表面的酶2結(jié)合，再被轉(zhuǎn)運(yùn)到內(nèi)膜表面。這時(shí)，糖被P-HPr上的磷酸激活，通過酶2的作用把糖-磷酸釋放到細(xì)胞內(nèi)。 酶2是一種結(jié)合于細(xì)胞膜上的蛋白，它對(duì)底物具有特異性選擇作用，因此細(xì)胞膜上可誘導(dǎo)出一系列與底物分子相應(yīng)的酶2。第4章 微生物的代謝1、代謝：細(xì)胞內(nèi)發(fā)生的各種化學(xué)反應(yīng)總稱，主要由分解代謝和合成代謝組成。 分解代謝：細(xì)胞將大分子物質(zhì)降解成小分子物質(zhì)，并產(chǎn)生簡單分子、腺苷三磷酸（ATP）形式的能量和還原力（一般表示為H ） 。合成代謝:細(xì)胞利用簡單小分子物質(zhì)合成復(fù)雜大分子的過程，需消耗能量。合成代謝所利用的小分子物質(zhì)來源于分解代謝過程中產(chǎn)生

19、的中間產(chǎn)物或環(huán)境中的小分子營養(yǎng)物質(zhì)。生物氧化：是物質(zhì)在生物體內(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，又稱為分解代謝，是一個(gè)產(chǎn)能代謝過程。根據(jù)氧化還原方式中電子受體的不同可分為發(fā)酵和呼吸兩種類型；發(fā)酵和呼吸；呼吸可分為有氧呼吸和無氧呼吸兩種方式發(fā)酵：微生物細(xì)胞將有機(jī)物氧化釋放的電子直接交給底物本身未完全氧化的某種中間產(chǎn)物，同時(shí)釋放能量并產(chǎn)生各種不同的代謝產(chǎn)物。呼吸作用：微生物在降解底物的過程中，將釋放出的電子交給NADP、FAD或FMN等電子載體，再經(jīng)電子傳遞系統(tǒng)傳給外源受體，從而生成水或其他還原型產(chǎn)物并釋放出能量的過程，稱為呼吸作用。以分子氧作為最終電子受體的稱為有氧呼吸；以

20、氧化型化合物作為最終電子受體的稱為無氧呼吸。微生物體內(nèi)葡萄糖被降解成丙酮酸的過程稱為糖酵解，主要分為四種途徑：糖酵解途徑/己糖二磷酸途徑（EMP途徑）已糖-磷酸途徑/戊糖磷酸途徑（HMP途徑）2-酮-3-脫氧-6-磷酸葡糖酸裂解途徑（ED途徑）磷酸解酮酶途徑（PK途徑/HK途徑）HMP途徑的微生物生命中的作用為核苷酸和核酸的生物合成提供戊糖-磷酸；產(chǎn)生大量的NADPH形式的還原劑，它不僅為合成脂肪酸、固醇等重要細(xì)胞物質(zhì)之需，而且可通過呼吸鏈產(chǎn)生大量能量，這些都是EMP途徑和三羧酸循環(huán)所無法完成的；如果微生物對(duì)戊糖的需要超過HMP途徑的正常供應(yīng)量時(shí)，可通過EMP途徑與本途徑在果糖-1,6-二磷酸

21、和甘油醛-3-磷酸處的連接來加以調(diào)劑反應(yīng)中的赤蘚糖-4-磷酸可用于合成芳香氨基酸，如苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸和組氨酸。在反應(yīng)中存在C3-C7的各種糖，使具有HMP途徑的微生物的碳源利用范圍更廣；本途徑產(chǎn)生的重要發(fā)酵產(chǎn)物很多，如核苷酸、若干氨基酸、輔酶和乳酸（異型乳酸發(fā)酵）等。大多數(shù)好氧和兼性厭氧微生物都有HMP途徑；同一微生物往往同時(shí)存在EMP和HMP途徑；2-酮-3-脫氧-6-磷酸葡糖酸（KDPG）裂解途徑。ED途徑在革蘭氏陰性細(xì)菌中分布較廣，特別是假單孢菌和固氮菌的某些菌株較多存在。ED途徑是少數(shù)EMP途徑不完整的細(xì)菌如一些假單孢菌和一些發(fā)酵單孢菌等所特有的利用葡萄糖的替代途徑其特點(diǎn)是：葡

22、萄糖只經(jīng)過4步反應(yīng)即可快速獲得由EMP途徑須經(jīng)10步才能獲得的丙酮酸。磷酸解酮酶途徑是明串珠菌在進(jìn)行異型乳酸發(fā)酵過程中分解已糖和戊糖的途徑。該途徑的特征性酶是磷酸解酮酶，根據(jù)解酮酶的不同，把具有磷酸戊糖解酮酶的稱為PK途徑，把具有磷酸已糖解酮酶的叫HK途徑。2、細(xì)菌酒精發(fā)酵：經(jīng)ED途徑發(fā)酵產(chǎn)生乙醇的過程與傳統(tǒng)上的由酵母菌通過EMP途徑生成乙醇不同，故稱細(xì)菌酒精發(fā)酵細(xì)菌酒精發(fā)酵比起傳統(tǒng)的酵母發(fā)酵有許多優(yōu)點(diǎn)：1 代謝速率高；2 產(chǎn)物轉(zhuǎn)化率高；3 菌體生成少；4 代謝副產(chǎn)物少；5 發(fā)酵溫度較高；6 不必定期供氧等；其缺點(diǎn)主要是其生長pH為5，較易染菌（而酵母菌為3）。其次是細(xì)菌耐乙醇力較酵母菌為低。

23、3、不同微生物進(jìn)行乙醇發(fā)酵時(shí)，其發(fā)酵途徑也不相同：酵母的“同型酒精發(fā)酵”：由釀酒酵母等經(jīng)EMP途徑進(jìn)行細(xì)菌的“同型酒精發(fā)酵”：由運(yùn)動(dòng)發(fā)酵單孢菌等經(jīng)ED途徑進(jìn)行細(xì)菌的“異型酒精發(fā)酵”：由Leuconostoc mesenteroides等經(jīng)HMP途徑進(jìn)行4、乳酸細(xì)菌: 許多細(xì)菌能利用葡萄糖產(chǎn)生乳酸，這類細(xì)菌稱為。根據(jù)產(chǎn)物的不同，乳酸發(fā)酵有三種類型：同型乳酸發(fā)酵、異型乳酸發(fā)酵和雙歧發(fā)酵。同型乳酸發(fā)酵：葡萄糖經(jīng)EMP途徑降解為丙酮酸，丙酮酸在乳酸脫氫酶的作用下被NADH還原為乳酸，由于終產(chǎn)物為2分子乳酸，故稱為同型乳酸發(fā)酵；異型乳酸發(fā)酵：葡萄糖首先經(jīng)PK途徑分解，發(fā)酵終產(chǎn)物除乳酸外還有一部分乙醇 或

24、乙酸和CO2等多種產(chǎn)物。雙歧發(fā)酵：兩歧雙歧桿菌發(fā)酵葡萄糖產(chǎn)生乳酸的一條途徑。此反應(yīng)中有兩種磷酸酮糖酶參與反應(yīng)，即果糖-6-磷酸磷酸酮糖酶和木酮糖-5-磷酸磷酸酮糖酶分別催化果糖-6-磷酸和木酮糖-5-磷酸裂解產(chǎn)生乙酰磷酸和丁糖-4-磷酸及甘油醛-3-磷酸和乙酰磷酸。5、混合酸發(fā)酵，又稱甲酸發(fā)酵，是大多數(shù)腸桿菌的特征大腸桿菌，HCOOH CO2H2（甲酸氫解酶催化），甲酸氫解酶在酸性條件下（pH6.2以下）形成有些腸道菌如志賀氏菌不具有此酶，故在菌種鑒定的生化試驗(yàn)中，它們發(fā)酵糖產(chǎn)酸不產(chǎn)氣6、丁二醇發(fā)酵V.P試驗(yàn)是在丁二醇發(fā)酵液中加入精氨酸，顯紅色，稱為V.P反應(yīng)。大腸桿菌V.P反應(yīng)為陰性，而產(chǎn)氣

25、氣桿菌的V.P反應(yīng)為陽性 V.P試驗(yàn)是用來測定某些細(xì)菌利用葡萄糖產(chǎn)生非酸性或中性末端產(chǎn)物的能力，如丙酮酸。丙酮酸縮合、脫羧生成乙酰甲基甲醇，此化合物在堿性條件下能被空氣中的氧氣氧化成二乙酰，二乙酰與蛋白胨中精氨酸的胍基作用，生成紅色化合物，即V.P試驗(yàn)反應(yīng)陽性，不產(chǎn)生紅色化合物的為V.P試驗(yàn)反映陰性。甲基紅反應(yīng)：大腸桿菌發(fā)酵葡萄糖，由于產(chǎn)酸結(jié)果可使培養(yǎng)液pH下降至pH4.2或更低；甲基紅指示劑pH6.3呈橙黃色，pH4.2呈紅色產(chǎn)氣氣桿菌發(fā)酵葡萄糖，由于將2分子丙酮酸轉(zhuǎn)化為一分子中性的乙酰甲基甲醇，所以培養(yǎng)液的pH值比大腸桿菌的高（pH6.3）；如在這兩種菌的培養(yǎng)液中加入甲基紅，則產(chǎn)氣氣桿菌的

26、呈橙黃色，大腸桿菌的呈紅色，前者為甲基紅反應(yīng)陰性，后者為甲基紅反應(yīng)陽性。7、在德氏乳桿菌中由丙酮酸產(chǎn)生：許多原核厭氧微生物中由乙酰輔酶A產(chǎn)生；在明膜明串桿菌和兩歧雙歧桿菌中由木酮糖-5-磷酸產(chǎn)生；在兩歧雙歧桿菌中還可由果糖-6-磷酸產(chǎn)生；乙酰磷酸經(jīng)乙酸激酶的催化，就可完成底物水平磷酸化產(chǎn)能：乙酰磷酸ADP乙酸ATP酵母的一型發(fā)酵：在酵母菌的乙醇發(fā)酵中，酵母菌可將葡萄糖經(jīng)EMP途徑降解為兩分子丙酮酸，然后丙酮酸脫羧生成乙醛，乙醛作為氫受體使NAD再生，發(fā)酵終產(chǎn)物為乙醇。酵母的二型發(fā)酵：當(dāng)環(huán)境存在亞硫酸氫鈉時(shí)，它可與乙醛反應(yīng)生成難溶的磺化羥基乙醛。由于乙醛和亞硫酸鹽結(jié)合而不能作為NADH的受氫體，

27、所以不能形成乙醇，迫使磷酸二羥丙酮代替乙醛作為受氫體，生成-磷酸甘油。-磷酸甘油進(jìn)一步水解脫磷酸而生成甘油。酵母的三型發(fā)酵：在弱堿性條件下（pH7.6），乙醛因得不到足夠的氫而積累，兩個(gè)乙醛分子間會(huì)發(fā)生歧化反應(yīng)，一分子乙醛作為氧化劑被還原成乙醇，另一個(gè)則作為還原劑被氧化成乙酸，氫受體則由磷酸二羥丙酮擔(dān)任，發(fā)酵終產(chǎn)物為甘油、乙醇和乙酸。這種發(fā)酵不能產(chǎn)生能量，只能在非生長的情況下才進(jìn)行。8、反硝化作用：指反硝化細(xì)菌（兼性厭氧微生物）以硝酸鹽作為最終電子受體，使NO3-還原成NO2-、N2O、N2等的過程（通常稱脫N作用）對(duì)農(nóng)業(yè)和環(huán)境影響及控制措施：不利影響：N素?fù)p失，污染環(huán)境；控制措施：保證土壤良

28、好通氣條件；有機(jī)物施用均勻適量；避免土壤反復(fù)干濕交替，因?yàn)橛袡C(jī)質(zhì)氨化作用產(chǎn)氨，在干、氧氣充分條件下，氨經(jīng)硝化作用轉(zhuǎn)變成NO3- ，若立即淹水，在厭氧條件下進(jìn)行反硝化作用；水田應(yīng)施NH4+N，不利施NO3-N； NH4+ N應(yīng)深施，可同時(shí)伴施抑硝劑。9、反硫化作用：土壤淹水、河流、湖泊等水體處于缺氧狀態(tài)時(shí)，硫酸鹽、亞硫酸鹽、硫代硫酸鹽和次硫酸鹽在微生物的還原作用下形成硫化氫，這種作用稱為硫酸鹽還原作用 或反硫化作用。對(duì)農(nóng)業(yè)和環(huán)境的影響：（1）有利：水域中，使S素以H2S的形式返回大氣，避免水域中的S素大量集聚。（2）不利：導(dǎo)致土壤硫素?fù)p失；H2S毒害；金屬管道的腐蝕；飲用水的污染。 若水稻土中S

29、素過多，在氧化層，易造成酸害；還原層易造成H2S毒害；即雙重毒害。 有機(jī)質(zhì)含量高且局部缺氧旱田中，反硫化細(xì)菌生長旺，使有蛋白質(zhì)分解時(shí)產(chǎn)生H2S，土壤中硫酸鹽經(jīng)反硫化作用也易產(chǎn)生H2S 。同時(shí)由于土壤中缺氧，硫化作用停止或微弱，以致H2S累積太多，毒害作物根系。水稻田中施有機(jī)肥料不均勻，常引起H2S毒害而發(fā)生水稻秧苗爛根現(xiàn)象。10、氨的氧化（硝化作用）硝化細(xì)菌將氨氧化，釋放能量同化CO2合成細(xì)胞物質(zhì)。硝化細(xì)菌可分為兩個(gè)亞群：亞硝酸細(xì)菌和硝酸細(xì)菌。對(duì)農(nóng)業(yè)和環(huán)境的影響：11、硫的氧化（硫化作用）硫化細(xì)菌能利用一種或多種還原態(tài)或部分還原態(tài)硫化合物(包括硫化物、元素硫、硫代硫酸鹽、多硫酸鹽和亞硫酸鹽)作

30、能源，最后生成H2SO4的過程。硫化作用對(duì)農(nóng)業(yè)和環(huán)境的影響產(chǎn)生SO42-，作為植物直接吸收S素物質(zhì)；解除H2S毒害和除臭；使土壤的微域環(huán)境酸化，促進(jìn)難溶S素的有效化，但同時(shí)可能導(dǎo)致作物酸害。12、指出硝化細(xì)菌培養(yǎng)基的C源、N源、能源分別是什么？ 硝化細(xì)菌培養(yǎng)基：(NH4)2SO40.5g、NaCl0.3g、FeSO4.7H2O0.03g、K2HPO41g、MgSO4.7H2O0.3g、CaCl27.5g、蒸餾水1000ml。13、指出反硝化細(xì)菌培養(yǎng)基的C源、N源、能源分別是什么？ 反硝化細(xì)菌培養(yǎng)基：KNO32.0g、MgSO4.7H2O0.2g、K2HPO40.5g、酒石酸鉀鈉20g、蒸餾水1

31、000ml、pH7.2。1、指出硝化細(xì)菌培養(yǎng)基的C源、N源、能源分別是什么？ 硝化細(xì)菌培養(yǎng)基：(NH4)2SO40.5g、NaCl0.3g、FeSO4.7H2O0.03g、K2HPO41g、MgSO4.7H2O0.3g、CaCl27.5g、蒸餾水1000ml。2、指出反硝化細(xì)菌培養(yǎng)基的C源、N源、能源分別是什么？ 反硝化細(xì)菌培養(yǎng)基：KNO32.0g、MgSO4.7H2O0.2g、K2HPO40.5g、酒石酸鉀鈉20g、蒸餾水1000ml、pH7.2。第5章 微生物的生長和控制1、細(xì)菌細(xì)胞數(shù)目的測定方法：1、總菌數(shù) 2、活菌數(shù)顯微鏡直接計(jì)數(shù)法 這種方法只適用于細(xì)菌等單細(xì)胞的微生物類群。測定是需用

32、細(xì)菌計(jì)數(shù)器（適用于細(xì)菌）或血球計(jì)數(shù)板（適用于真菌孢子、酵母菌等）在普通光學(xué)或相差顯微鏡下直接觀察并記錄一定體積中的平均細(xì)胞數(shù)。換算出供測的樣品的細(xì)胞數(shù)。用于直接計(jì)數(shù)法的菌懸液濃度不宜過高或過低。一般細(xì)菌數(shù)應(yīng)控制在10 個(gè)/ml，酵母菌和真菌孢子應(yīng)為10 10 個(gè)/ml?；钴S運(yùn)動(dòng)的細(xì)菌應(yīng)先將其用甲醛殺死或適度加熱以使其停止運(yùn)動(dòng)。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是快捷簡便、容易操作；缺點(diǎn)是不能區(qū)分活細(xì)胞以及形狀與微生物相似的顆粒性雜質(zhì)。比濁法 這是測定懸液中細(xì)胞總數(shù)的快速方法。原理是懸液中細(xì)胞數(shù)量越多，濁度越大，在一定濃度范圍內(nèi)，懸液中的細(xì)菌細(xì)胞濃度與光密度（OD值）成正比，與透光度成反比。因此，可使用光電比色計(jì)測

33、定。需要預(yù)先測定光密度與細(xì)菌數(shù)目的關(guān)系曲線，然后根據(jù)此曲線查得待測樣品中細(xì)菌數(shù)。由于細(xì)菌細(xì)胞濃度僅在一定的范圍內(nèi)與光密度成直線關(guān)系，因此，要調(diào)節(jié)好待測菌懸液細(xì)胞濃度。培養(yǎng)液的顏色也不宜過深，顆粒性雜質(zhì)也會(huì)干擾測定結(jié)果。本法常用于跟蹤觀察培養(yǎng)過程中細(xì)菌數(shù)目的消長情況。如細(xì)菌生長曲線的測定和工業(yè)生產(chǎn)上的發(fā)酵罐中的細(xì)菌生長情況等。2、活細(xì)菌數(shù)量的測定是測定具有繁殖能力的細(xì)菌數(shù)量的方法。在大多數(shù)情況下，人們更關(guān)心的是計(jì)算活菌數(shù)。稀釋平皿測數(shù)法 理論上可以認(rèn)為在高濃度的稀釋條件下，微生物細(xì)胞充分分散成單個(gè)細(xì)胞存在的形式，每個(gè)活的單細(xì)胞均能繁殖形成一個(gè)菌落，因此可以用平皿培養(yǎng)的方法使每一個(gè)活細(xì)胞生長并形成

34、一個(gè)單獨(dú)的菌落，通過統(tǒng)計(jì)長出的菌落數(shù)來推算待測樣品的活菌數(shù)。具體做法像稀釋平皿分離法一樣，先將待測樣品作一系列倍比稀釋，將定量的稀釋液接種到瓊脂培養(yǎng)基上作平皿培養(yǎng)，根據(jù)平皿上出現(xiàn)的菌落數(shù)，便可以推算出待測樣品中的活菌數(shù)。本方法是迄今為止仍廣泛采用的主要活菌計(jì)數(shù)方法之一。缺點(diǎn)是由于供實(shí)驗(yàn)用的培養(yǎng)基和實(shí)驗(yàn)條件的限制，在混合微生物樣品中并非所有細(xì)菌都能形成肉眼可見的菌落。而且在實(shí)際操作中難以做到使所有細(xì)胞完全分開，即不能保證每個(gè)菌落都是由單個(gè)細(xì)胞分裂而來，所以現(xiàn)在多用菌落形成單位來表示樣品中活細(xì)菌數(shù)。具體操作可采用傾注平板法或涂布平板法來進(jìn)行測數(shù)。最大概率法 將待測樣品在定量的培養(yǎng)液中作一系列稀釋培

35、養(yǎng)。在一定稀釋度數(shù)以前的培養(yǎng)液中出現(xiàn)細(xì)菌生長，而在這個(gè)稀釋度后的培養(yǎng)液中不出現(xiàn)細(xì)菌生長。將最后的三級(jí)有菌生長的稀釋度稱為臨界級(jí)數(shù)，從重復(fù)的三個(gè)臨界級(jí)數(shù)求得最大概率數(shù)（MPN），可以計(jì)算出樣品單位體積中細(xì)菌的近似值。以5次重復(fù)為例，某一細(xì)菌在稀釋法中的生長情況如下：最大概率法特別適合于含菌量少的樣品或一些在固體培養(yǎng)基上不容易生長的細(xì)菌樣品的測數(shù)，如測定土壤微生物中的特定生理類群（如氨化、硝化、纖維分解、自生固氮、根瘤菌、硫化和反硫化細(xì)菌等）的數(shù)量和檢測污水、牛奶及其食品中特殊微生物類群的細(xì)菌數(shù)量。其缺點(diǎn)是只能進(jìn)行特殊生理類群的測定，結(jié)果也比較粗放。濃縮法（濾膜法）對(duì)于測定象空氣、水等體積大而且含

36、菌濃度較低的樣品中的活菌數(shù)，應(yīng)將待測樣品通過微孔薄膜（硝酸纖維素薄膜）過濾富集，再與膜一起防到合適的培養(yǎng)基或浸有培養(yǎng)液的支持物表面上培養(yǎng)，最后可根據(jù)菌落數(shù)推算出樣品中含菌數(shù)。2、活細(xì)菌重量變化曲線 細(xì)菌內(nèi)源呼吸增長率上升階段 及細(xì)菌大量死亡階段 mg/L 活細(xì)菌重量t0 時(shí)間 t 增長率下降階段細(xì)菌純培養(yǎng)的群體生長規(guī)律細(xì)菌的生長曲線將少量單細(xì)胞純培養(yǎng)接種到一恒定容積的新鮮液體培養(yǎng)基中，在適宜的條件下培養(yǎng)，定時(shí)取樣測定細(xì)菌含量，可以看到以下現(xiàn)象：開始有一短暫時(shí)間，細(xì)菌數(shù)量并不增加，隨之細(xì)菌數(shù)目增加很快，繼而細(xì)菌數(shù)又趨穩(wěn)定，最后逐漸下降。如果以培養(yǎng)時(shí)間為橫坐標(biāo)，以細(xì)菌數(shù)目的對(duì)數(shù)或生長速度為縱坐標(biāo)作

37、圖，可以得到曲線，稱為細(xì)菌的生長曲線。對(duì)單細(xì)胞微生物而言，雖然生長和繁殖是兩個(gè)不同的概念，但由于在測定方法上，多以細(xì)菌數(shù)增加(即繁殖)作為生長指標(biāo)，它們的繁殖也可視為群體的生長，所以，繁新的適宜的環(huán)境中生長繁殖直至衰老死亡全過程的動(dòng)態(tài)變化。根據(jù)細(xì)菌生長繁殖速率的不同，可將生長曲線大致分為延遲期、對(duì)數(shù)期、調(diào)整期或滯留適應(yīng)期。（一）延遲期當(dāng)細(xì)菌被接種到新鮮培養(yǎng)基中，開始一段時(shí)間內(nèi)，通常不立即進(jìn)行細(xì)胞分裂、增殖，生長速率近于零，細(xì)胞數(shù)目幾乎保持不變，甚至稍有減少，這段時(shí)間被稱為遲緩期。特征遲緩期是細(xì)胞分裂啟動(dòng)之前的恢復(fù)或調(diào)整期。而不是生長的休眠或停留期。遲緩期細(xì)胞的主要特征是代謝活躍，體積增大，從介

38、質(zhì)中快速吸收各種營養(yǎng)物質(zhì)，大量合成細(xì)胞分裂所需的酶類，ATP和其他細(xì)胞成分，為細(xì)胞分裂作準(zhǔn)備。由于細(xì)胞重量持續(xù)增大，因此重量圖中沒有類似的遲緩期。產(chǎn)生原因遲緩期可以很長，也可以很短甚至不明顯。遲緩期的形成有多種原因。但都與接種細(xì)菌的狀態(tài)有關(guān)。接種細(xì)菌時(shí)的狀態(tài)大體有以下幾種情況.接種生長對(duì)數(shù)期的細(xì)菌n處于生長對(duì)數(shù)期的培養(yǎng)物被接種到與原先同樣的生長條件和同樣培養(yǎng)基中后，幾乎能夠以同樣速率進(jìn)行對(duì)數(shù)生長，遲緩期不明顯；. 接種生長穩(wěn)定期或衰亡期的細(xì)菌如果被接種的是處于生長穩(wěn)定期或衰亡期的培養(yǎng)物，即使此時(shí)培養(yǎng)物中所有細(xì)胞都是活的，遲緩期也會(huì)發(fā)生。這是因?yàn)榉€(wěn)定期細(xì)胞生理上已經(jīng)衰老，其合成機(jī)制處于損傷狀態(tài)，

39、基本耗盡了各種輔酶或其他細(xì)胞成分，因而需要一定時(shí)間進(jìn)行生理修復(fù)和物質(zhì)的再合成。.接種受損細(xì)胞n如果接種菌是因熱、輻射或有毒化學(xué)物質(zhì)處理而受到損傷的細(xì)菌，遲緩期也會(huì)發(fā)生，因?yàn)榧?xì)胞需要時(shí)間修復(fù)這種損傷。.接種富集培養(yǎng)基的細(xì)菌n當(dāng)細(xì)菌被從營養(yǎng)豐富的培養(yǎng)基轉(zhuǎn)移到營養(yǎng)貧乏培養(yǎng)基后，為了合成新培養(yǎng)基中所缺乏的某種營養(yǎng)物質(zhì)以滿足自身生長，結(jié)果也導(dǎo)致遲緩期的出現(xiàn)。此外，菌種的遺傳特性和接種體積的大小也會(huì)影響遲緩期的長短。 = 3 * GB3 縮短遲緩期的方法（1）采用最適種齡(處于對(duì)數(shù)期的菌種)（2）增大接種量，一般來說，接種量大，則遲緩期短，反之則長。（3）接種到營養(yǎng)豐富的天然培養(yǎng)基中的微生物，要比接種到營

40、養(yǎng)單調(diào)的組合培養(yǎng)基中的遲緩期短。所以，一般要求發(fā)酵培養(yǎng)基的成分與種子培養(yǎng)基的成分盡量接近，且應(yīng)適當(dāng)豐富些。（二）對(duì)數(shù)期一旦細(xì)菌細(xì)胞的生理修復(fù)或調(diào)整完成，遲緩期即告結(jié)束，細(xì)胞開始進(jìn)入快速分裂階段。這一時(shí)期細(xì)胞數(shù)目的增加以2n級(jí)數(shù)進(jìn)行，細(xì)菌的數(shù)目X的增長率只與細(xì)菌的初始數(shù)量有關(guān)。特點(diǎn)菌體高速生長，生長速率常數(shù)最大，增代時(shí)間和原生質(zhì)增倍的時(shí)間最短;生長繁殖速度易受培養(yǎng)溫度的影響，應(yīng)該盡量接近最適生長溫度;處于該階段前期的細(xì)胞對(duì)理化因素影響仍很敏感;d)菌體大小、形態(tài)、生理特征比較一致，大多是單個(gè)存在。細(xì)菌代時(shí)的計(jì)算（三）穩(wěn)定期如果對(duì)數(shù)期的細(xì)胞分裂不受節(jié)制的連續(xù)進(jìn)行，理論上一個(gè)代時(shí)為20 min。重1

41、012g的細(xì)菌，經(jīng)過48h的對(duì)數(shù)生長之后，其群體重量可達(dá)到地球重量的4000倍。然而由于營養(yǎng)物的有限，這種情況不會(huì)發(fā)生。在一個(gè)封閉的系統(tǒng)中，細(xì)菌的對(duì)數(shù)生長只能維持一個(gè)短暫的時(shí)期，最終生長將會(huì)降低，代時(shí)延長，細(xì)胞活力減退。此時(shí)新生的細(xì)胞數(shù)目與死亡的細(xì)胞數(shù)目相等，總菌數(shù)達(dá)到最大值，活菌數(shù)保持恒定。圖中的生長速率為一定值，故將其稱為穩(wěn)定期。相當(dāng)于重量生長曲線中的生長率下降階段。特征：1、穩(wěn)定期細(xì)胞的特征是從生理上的年輕轉(zhuǎn)化為衰老，表現(xiàn)為細(xì)菌的代謝活力鈍化，細(xì)胞含有較少的核糖體，RNA和蛋白質(zhì)合成緩慢，mRNA的水平低下，因此細(xì)胞的生長變得不平衡，細(xì)胞的形狀有的也發(fā)生改變。因不能維持細(xì)胞壁的合成與修復(fù)

42、，細(xì)胞的染色特點(diǎn)也發(fā)生變化，如G+轉(zhuǎn)變?yōu)镚-。2、但此時(shí)細(xì)胞的很多功能，如能量代謝和某些生物合成過程還在繼續(xù)進(jìn)行，生物化工中作為產(chǎn)品的某些細(xì)菌代謝產(chǎn)物如抗生素和某些酶就是在穩(wěn)定期，特別是在對(duì)數(shù)期與穩(wěn)定期轉(zhuǎn)換階段所產(chǎn)生的。某些細(xì)菌的芽孢產(chǎn)生也發(fā)生在穩(wěn)定期。出現(xiàn)原因：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)致生長速率降低直至零(即細(xì)菌分裂增加的數(shù)量等于細(xì)菌死亡數(shù))。（四）死亡期如果處于穩(wěn)定期的細(xì)菌繼續(xù)培養(yǎng)，細(xì)胞的死亡率將逐漸增加，最終群體中活的細(xì)胞數(shù)目將以對(duì)數(shù)速率急劇下降，此階段就被稱為死亡期。特征1、死亡期細(xì)胞的總數(shù)雖然鏡檢直接計(jì)數(shù)可能會(huì)保持不變，但間接菌落計(jì)數(shù)檢

43、測到的活細(xì)胞數(shù)目卻在減少，同時(shí)伴隨著細(xì)胞的裂解或自溶可釋放出一些代謝產(chǎn)物，如氨基酸、轉(zhuǎn)化酶、外膚酶或抗生素等。個(gè)體細(xì)胞呈現(xiàn)多種形態(tài)，有時(shí)產(chǎn)生畸形，細(xì)胞大小懸殊，有的細(xì)胞內(nèi)含很多的空泡，G+染色反應(yīng)轉(zhuǎn)變成G染色反應(yīng)。2、死亡期的長短與對(duì)數(shù)生長期一樣在不同微生物中變化是很大的，主要與菌種的遺傳特性有關(guān)。3、有些細(xì)菌的培養(yǎng)物經(jīng)歷所有的各個(gè)生長時(shí)期，幾天以后死亡；另一些細(xì)菌培養(yǎng)物在幾個(gè)月甚至幾年以后仍然含有一些活的細(xì)菌。產(chǎn)芽孢的細(xì)菌其芽孢比代謝活躍的營養(yǎng)細(xì)胞更易于幸存下來。4、通過補(bǔ)充營養(yǎng)和能源，以及中和環(huán)境毒性，可以減緩死亡期的細(xì)胞死亡速率，延長細(xì)菌培養(yǎng)物的存活時(shí)間。出現(xiàn)原因：營養(yǎng)物質(zhì)耗盡和有毒代謝

44、產(chǎn)物的大量積累，細(xì)菌死亡速率超過新生速率，整個(gè)群體呈現(xiàn)出負(fù)增長。（二）同步培養(yǎng)1、同步分裂培養(yǎng)就是通過一定的手段，使培養(yǎng)物中所有的細(xì)胞處于同一生長階段，使群體與個(gè)體的行為保持一致。同步分裂培養(yǎng)的生長曲線呈現(xiàn)“梯形”狀，見圖3.1.9。這種培養(yǎng)方式主要用在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行微生物細(xì)胞的生理生化研究。2、使細(xì)胞分裂同步的手段主要有兩種：誘導(dǎo)法和選擇法。1、誘導(dǎo)法控制培養(yǎng)的物化條件（如溫度、營養(yǎng)物），誘使細(xì)胞同步生長的方法稱為誘導(dǎo)法。如果讓菌體在低于或高于最適生長溫度的環(huán)境下培養(yǎng)一段時(shí)間，這些細(xì)胞緩慢生長，但不發(fā)生分裂，然后，再將培養(yǎng)溫度恢復(fù)到最適生長溫度，這時(shí)，大多數(shù)細(xì)胞就會(huì)同時(shí)進(jìn)行分裂。例如將鼠傷寒沙

45、門氏桿菌置2528分鐘，378分鐘，重復(fù)幾次，就能獲得37下同步生長的培養(yǎng)物。2、選擇法選擇法是通過差速離心或過濾等手段，將處于不同生長階段的細(xì)胞分開，從而實(shí)現(xiàn)同步培養(yǎng)。選擇法的優(yōu)點(diǎn)是它不會(huì)影響菌體的正常代謝，獲得的菌體活力正常。但是，這種方法只適用于不同生長階段的細(xì)胞大小和比重有明顯差異的微生物種類。選擇法中有一種較巧妙的操作方法硝酸纖維素薄膜法，其大致過程如圖所示：（1）將菌液通過裝有硝酸纖維素濾膜的過濾器，由于細(xì)菌與濾膜帶有不同的電荷，所以處于不同生長階段的細(xì)菌均附著在膜上；(2)將膜翻轉(zhuǎn)，再用新鮮的培養(yǎng)液濾過培養(yǎng)；(3)附著在膜上的細(xì)菌開始分裂，分裂的子細(xì)胞不能與薄膜直接接觸，由于菌體

46、自身重量，加上它附帶的培養(yǎng)液的重量，使菌體下落到收集器內(nèi)；(4)收集器在短時(shí)間內(nèi)獲得的細(xì)菌都是處于同一分裂階段的新細(xì)胞，用這些細(xì)胞接種培養(yǎng)，便能得到同步培養(yǎng)物。1 從混合在一起的微生物群體中得到特定的某一種微生物的純培養(yǎng)，是研究和利用微生物的最重要的環(huán)節(jié)之一。無菌操作技術(shù)是微生物學(xué)的重要技術(shù)，而且廣泛地被其它學(xué)科和生產(chǎn)實(shí)際所利用。2 通過稀釋或劃線等手段，在瓊脂平板上得到微生物的單菌落是最常用的純種分離手段。3 傳代培養(yǎng)、干燥保藏、冷凍保藏是通常使用的微生物菌種保藏技術(shù)。 4 微生物個(gè)體微小，通常必須通過顯微鏡才能觀察到其個(gè)體形態(tài)，而進(jìn)行顯微觀察時(shí)，分辨率和反差是決定顯微觀察效果的二個(gè)最重要的

47、因素。它們與顯微鏡的特性有關(guān)，也取決于樣品的制備與觀察技術(shù)。無論是光學(xué)顯微鏡還是電子顯微鏡，其設(shè)備和技術(shù)發(fā)展迅速，應(yīng)用面越來越廣泛和深入。5 在顯微鏡下微生物的大小與形態(tài)千差萬別，豐富多彩，是區(qū)分不同微生物的重要依據(jù)之一。（三）連續(xù)培養(yǎng)在分批培養(yǎng)的對(duì)數(shù)生長期中，由于營養(yǎng)物質(zhì)逐漸耗盡和產(chǎn)生有害的代謝物質(zhì)，而最終導(dǎo)致生長速度的降低，生長進(jìn)入穩(wěn)定階段。解除分批培養(yǎng)中由于營養(yǎng)物質(zhì)消耗和產(chǎn)物積累而導(dǎo)致的微生物生長停止。連續(xù)培養(yǎng):細(xì)菌在進(jìn)入對(duì)數(shù)期時(shí)，一方面以一定速度源源不斷的輸入新鮮的培養(yǎng)液，另一方面緩緩的以同樣速度移去培養(yǎng)物（包括菌體和代謝產(chǎn)物），可以延長對(duì)數(shù)生長期，這種培養(yǎng)方法稱為連續(xù)培養(yǎng)。恒濁連續(xù)培

48、養(yǎng)：不斷調(diào)節(jié)流速，使細(xì)菌培養(yǎng)液濁度保持恒定恒化連續(xù)培養(yǎng)：保持恒定的流速，使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)濃度保持恒定6.2 環(huán)境條件對(duì)微生物生長繁殖的影響微生物與所處的環(huán)境之間具有復(fù)雜的相互影響和相互作用，一方面，微生物需要從環(huán)境中攝入生長和生存所必須的營養(yǎng)物質(zhì)，只能在一定的環(huán)境條件（如溫度，濕度及pH等）下才能夠生存，而環(huán)境條件的變化會(huì)引起微生物的形態(tài)、生理、生長和繁殖特征發(fā)生變化；另一方面，微生物也向環(huán)境中排泄出各種代謝產(chǎn)物，抵抗和適應(yīng)環(huán)境變化，甚至影響和改變環(huán)境。本節(jié)主要探討非生物環(huán)境因子，即物理和化學(xué)因子對(duì)微生物的影響，以及在微生物學(xué)研究和應(yīng)用中如何利用這些影響因素。環(huán)境因子對(duì)微生物的影響主要有三種情況：（

49、1）有利于微生物進(jìn)行正常代謝。（2）不利于微生物正常代謝，微生物生長受到抑制或被迫改變其原有的一些特征。（3）惡劣的環(huán)境可造成微生物死亡或發(fā)生遺傳變異。一、物理因素對(duì)環(huán)境的影響（一）溫度的影響致死溫度：通常我們把能在10 min之內(nèi)殺死某種微生物的高溫界限稱為致死溫度。熱力致死時(shí)間：在特定的條件下和特定的溫度下，殺死一定數(shù)量微生物所需要的最短時(shí)間，即為熱力致死時(shí)間。1.高溫的影響過高的環(huán)境溫度會(huì)使細(xì)菌死亡，一般來說無芽孢的細(xì)菌在水中加熱到70十多分鐘就會(huì)死亡，在100沸水中很快死亡。（1）高溫殺菌的機(jī)理：1）蛋白質(zhì)凝固、酶變性失活、核酸斷裂變性，代謝終止，細(xì)菌死亡高溫使蛋白質(zhì)與核酸的空間結(jié)構(gòu)不

50、可逆的變化，蛋白質(zhì)凝固，核酸斷裂，從而失去生物功能，代謝終止，細(xì)菌死亡。2）細(xì)胞膜溶解細(xì)胞膜中的脂類在高溫作用下溶解，使細(xì)胞膜穿孔，內(nèi)含物泄漏，細(xì)菌死亡。（2）影響高溫殺菌的因素高溫殺菌的效果與細(xì)菌的種類、含水量、芽孢有無、以及濕熱或干熱、pH都有關(guān)系。1）細(xì)菌種類不同種類的細(xì)菌致死溫度不同2）含水量細(xì)菌細(xì)胞含水量高的更容易被殺死，這是因?yàn)榈鞍踪|(zhì)的凝固溫度與含水量有關(guān)。3）芽孢我們前面介紹過芽孢耐各種不良環(huán)境，對(duì)溫度也是一樣。不同芽孢菌高溫耐受能力比較表4）濕熱滅菌與干熱滅菌n濕熱滅菌是指飽和水蒸汽殺滅菌，干熱滅菌是指熱空氣殺滅菌。在相同溫度下濕熱滅菌的滅菌所需時(shí)間明顯短于干熱滅菌。這一方面由

51、于熱蒸汽使細(xì)菌蛋白質(zhì)含水量升高，凝固所需時(shí)間縮短，另一方面，熱蒸汽熱傳導(dǎo)能力及熱穿透力強(qiáng)于熱空氣，這樣縮短了細(xì)菌細(xì)胞升溫所需的時(shí)間。試驗(yàn)室中通常使用高溫蒸汽進(jìn)行培養(yǎng)基滅菌處理。5）pH高溫殺菌效果還與pH有關(guān)，同樣溫度，過酸性或過堿的條件比中性條件高溫殺菌效果更好。應(yīng)用：1）在實(shí)際工作中，常采用濕熱滅菌法以殺死全部微生物，條件是：121 30min2）對(duì)培養(yǎng)皿等各種器皿的滅菌多采用干熱滅菌法以殺死全部微生物，條件是：160-170 1-2h。3）在牛奶、飲料和酒類等食品生產(chǎn)上，為不影響食品的營養(yǎng)和風(fēng)味，多采用63-66 30min 或70 15min的巴斯德消毒法。2、低溫的影響影響：酶的活性

52、降低，微生物代謝活動(dòng)減弱，處于休眠狀態(tài)，但仍然維持生命。膜細(xì)胞流動(dòng)性變差 溫度過低會(huì)產(chǎn)生冰凍使微生物細(xì)胞內(nèi)的游離水形成冰晶體而造成細(xì)胞脫水，并且冰晶體對(duì)細(xì)胞還有機(jī)械損傷，從而導(dǎo)致菌體死亡。應(yīng)用：在微生物研究工作中，常采用冷藏法（冰箱、液氮罐等）保存菌種在用低溫冰箱和液氮保存菌種時(shí)常用快速冷凍和在細(xì)胞懸液中加入甘油等保護(hù)劑以保護(hù)細(xì)胞3、嗜冷細(xì)菌的秘密武器是什么？（1）具備低溫活性酶 （2）細(xì)胞質(zhì)膜含有大量的不飽和脂肪酸，在低溫下能保持半流動(dòng)性，使之能有效地集中必需的營養(yǎng)物質(zhì)。（二）氫離子濃度的影響影響：氫離子濃度對(duì)微生物的作用機(jī)制是：（1）影響細(xì)胞膜的透性、膜結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和營養(yǎng)物質(zhì)的溶解性或電離

53、性進(jìn)而影響營養(yǎng)物質(zhì)的吸收；（2）影響酶的活性；（3）改變環(huán)境中養(yǎng)料的可給性或有害物質(zhì)的毒性。應(yīng)用：維持微生物生長過程中pH穩(wěn)定的方法：方法一、過酸時(shí)：加NaOH、Na2CO3等堿液中和；過堿時(shí)：加H2SO4、HCl等酸液中和方法二、用KH2PO4-K2HPO4緩沖液來調(diào)節(jié)PH值；方法三、過酸時(shí)：加適當(dāng)?shù)矗杭幽蛩亍aNO3、NH4OH或蛋白質(zhì)等；提高通氣量過堿時(shí)：加適當(dāng)碳源：加糖、乳酸、醋酸、檸檬酸或油脂等；降低通氣量（三）紫外線（實(shí)驗(yàn)室用得最多）：低劑量的紫外線，會(huì)刺激微生物的生長；高劑量的紫外線，240-300nm的紫外線對(duì)微生物具有致死效應(yīng)。其最強(qiáng)作用的波長是265-266nm，這是核

54、酸的最大吸收波長。其殺菌機(jī)理主要在于可引起DNA分子中相鄰的胸腺嘧啶（T）產(chǎn)生二聚體，進(jìn)而引起微生物的突變或死亡。但紫外線的穿透力弱，實(shí)際工作中常用作空氣或器皿表面滅菌和微生物的誘變育種。為避免光復(fù)活現(xiàn)象，紫外線照射滅菌后的分離培養(yǎng)工作須在紅光或避光條件下進(jìn)行。光復(fù)活： 在光照下光解酶轉(zhuǎn)變紫外線誘導(dǎo)的胸腺嘧啶二聚體返回單聚體。在依賴于光的修復(fù)機(jī)制中，光解酶與黃素腺嘌呤二核苷酸(FAD)能切割相鄰嘧啶間的環(huán)丁烷環(huán)恢復(fù)為原來的單聚體。 （四）化學(xué)殺菌劑和抑制劑1、有機(jī)化合物（1）酚類：主要是損傷微生物細(xì)胞壁和細(xì)胞質(zhì)膜，使酶鈍化和蛋白質(zhì)變性。是醫(yī)學(xué)上普遍使用的一種消毒劑。如：苯酚(假借名義俗稱石碳酸

55、)等。（2）醇類： 70-75%乙醇?xì)⒕Ч?；純的或高濃度的乙醇因能使菌體表面蛋白質(zhì)凝固，不易滲透進(jìn)入細(xì)胞，所以殺菌效果極小。醇類對(duì)細(xì)菌芽孢和無包膜病毒的殺菌效果較差，所以長期使用的酒精溶液(包括70-75%的消毒酒精)中可能含有細(xì)菌芽孢，需經(jīng)細(xì)菌過濾器或蒸餾除去。（3）醛類：能與蛋白質(zhì)中氨基酸的多種基團(tuán)(-NH2、-OH、-COOH和-SH等)共價(jià)結(jié)合而使基變性，達(dá)到殺菌的目的。其中福爾馬林(37%-40%的甲醛水溶液)和戊二醛有較強(qiáng)的殺菌作用。（4）酸類：有機(jī)酸能抑制微生物(尤其是霉菌)的酶和代謝活性，常加在食品和飲料中以抑制霉菌等微生物的生長。山梨酸和苯甲酸常用作食品和飲料的防腐劑。

56、（5）表面活性劑：具有殺菌作用，是由于他能吸附在微生物細(xì)胞的表面，改變了細(xì)胞的穩(wěn)定性和透性，使細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)逸出膜外，引起微生物停滯或死亡。常用的具有表面活性劑性質(zhì)的是新潔爾滅、杜滅芬等。2、無機(jī)化合物（1）鹵化物：殺菌效力：FClBrI。其中碘和氯最常用。碘的殺菌機(jī)制可能是通過與細(xì)胞中酶和蛋白質(zhì)中的酪氨酸結(jié)合而發(fā)揮作用，以細(xì)菌、真菌、病毒和芽孢均有較好的殺菌效果。（2）重金屬及化合物：均具有很強(qiáng)的殺菌力，其中尢以Hg+、Ag+、和Cu2+最強(qiáng)。0.2%的HgCl2溶液是實(shí)驗(yàn)室常用表面菌劑。稀性重金屬進(jìn)入細(xì)胞后主要與酶可蛋白質(zhì)上的-SH基結(jié)合而使之失活或變性達(dá)到殺菌目的。（3）氧化劑：通過對(duì)細(xì)胞

57、成分的氧化作用產(chǎn)生殺菌效果。最常用的是高錳酸鉀和過氧化氫。臭氧是很強(qiáng)的氧化劑，但目前存在的問題是成本太高和有效期太短。3、染色劑 帶有陽離子電荷的堿基染色劑如結(jié)晶紫、亞甲基藍(lán)、孔雀綠等都有抑制細(xì)菌生長的作用。其陽離子基團(tuán)能與細(xì)胞蛋白質(zhì)氨基酸上的羧基結(jié)合或核酸上的磷酸基結(jié)合，因而阻斷了正常的細(xì)胞代謝過程。G+細(xì)菌一般對(duì)堿性染料敏感。結(jié)晶紫常用于抑制G+芽孢桿菌的生長。第七章 微生物生態(tài)微生物生態(tài)學(xué)研究微生物與周圍生物和非生物環(huán)境之間的相互關(guān)系及其在自然環(huán)境中的作用。*第一節(jié) 微生物在生態(tài)系統(tǒng)中的作用生物成分按其在生態(tài)系統(tǒng)中的作用，可劃分為三大類群：生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者。微生物可以在多個(gè)方面但主

58、要作為分解者而在生態(tài)系統(tǒng)中起重要作用。 1、微生物是有機(jī)物的主要分解者 微生物最大的價(jià)值在于其分解功能。它們分解生物圈內(nèi)存在的動(dòng)物、植物和微生物殘?bào)w等復(fù)雜有機(jī)物質(zhì)，并最后將其轉(zhuǎn)化成最簡單的無機(jī)物，再供初級(jí)生產(chǎn)者利用。 2、微生物是物質(zhì)循環(huán)中的重要成員 微生物參與所有的物質(zhì)循環(huán)，大部分元素及其化合物都受到微生物的作用。在一些物質(zhì)的循環(huán)中，微生物是主要的成員，起主要作用；而一些過程只有微生物才能進(jìn)行，起獨(dú)特作用；而有的是循環(huán)中的關(guān)鍵過程，起關(guān)鍵作用。 3、微生物是生態(tài)系統(tǒng)中的初級(jí)生產(chǎn)者 光能營養(yǎng)和化能營養(yǎng)微生物是生態(tài)系統(tǒng)的初級(jí)生產(chǎn)者，它們具有初級(jí)生產(chǎn)者所具有的二個(gè)明顯特征，即可直接利用太陽能、無機(jī)

59、物的化學(xué)能作為能量來源，另一方面其積累下來的能量又可以在食物鏈、食物網(wǎng)中流動(dòng)。 4、微生物是物質(zhì)和能量的貯存者 微生物和動(dòng)物、植物一樣也是由物質(zhì)組成和由能量維持的生命有機(jī)體。在土壤、水體中有大量的微生物生物量，貯存著大量的物質(zhì)和能量。 5、微生物是地球生物演化中的先鋒種類 微生物是最早出現(xiàn)的生物體，并進(jìn)化成后來的動(dòng)、植物。藻類的產(chǎn)氧作用，改變大氣圈中的化學(xué)組成，為后來動(dòng)、植物出現(xiàn)打下基礎(chǔ) 6、在土壤形成和發(fā)展中起著重要作用。 第二節(jié) 微生物在自然界的分布微生物的種類繁多。它們?cè)谧匀唤绲姆植家埠軓V泛，存在于土壤、水、空氣、動(dòng)植物體和人體中，一些極端環(huán)境也存在微生物。（注：動(dòng)植物和人體微生物是關(guān)系

60、病理的學(xué)科，不講授） 由于微生物本身的特性，如營養(yǎng)類型多、基質(zhì)來源廣、適應(yīng)性強(qiáng)，又能形成芽孢、孢囊、菌核、無性孢子、有性孢子等等各種各樣的休眠體，可以在自然環(huán)境中長時(shí)間存活；另外，微生物個(gè)體微小，易為水流、氣流或其他方式迅速而廣泛傳播。因此微生物在自然環(huán)境中的分布極為廣泛。從海洋深處到高山之巔，從沃土到高空，從室內(nèi)到室外，除了人為的無菌區(qū)域和火山口中心外，到處可以發(fā)現(xiàn)有微生物存在?！疚⑸锏奶攸c(diǎn)決定了它們?cè)谧匀唤绲姆植挤浅V泛，這些特點(diǎn)是：個(gè)體小，易于傳播，生長迅速，繁殖力強(qiáng)，數(shù)量龐大，種類繁多，能形成多種休眠體，適應(yīng)性強(qiáng)。因此總的來說，在土壤、水、空氣、動(dòng)植物體中均有它們的蹤影，在一些極端環(huán)