廈門大學微生物考研筆記

1、緒論1、什么是微生物（Microorganism,microbe）2、微生物的共性3、微生物學發(fā)展簡史四、微生物學科發(fā)展促進了人類進步五、微生物學及其分科類群：原核類：細菌、放線菌、支原體、衣原體、立克次氏體、藍細菌真核類：真菌（酵母菌、霉菌），原生動物，顯微藻類非細胞類：病毒、類病毒、擬病毒、朊病毒什么是微生物（Microorganism,microbe1、）個體微?。╲O.1mm）,借助顯微鏡觀察形體；結構簡單：簡單多細胞，單細胞或非胞低等：進化地位低。二、微生物的共性1、體積小，表面積大2、吸收多、轉化快3、生長旺、繁殖快4、適應性強、易變異5、分布廣、種類多一定體積的物體，分割成越細小

2、的顆粒，這些顆粒的總表面積越大，表面積/體積比值越大。優(yōu)點：提供巨大的吸收面，排泄面和交換面。體積小、表面積大是微生物其它四個共性的基礎2、吸收多、轉化快原因：表面積/體積比值大例舉：乳糖發(fā)酵細菌、產朊假絲酵母（Candidautilis）3、生長旺、繁殖快原因：吸收多、轉化快例舉：大腸桿菌利弊：有益-工業(yè)發(fā)酵、理論研究材料培養(yǎng)；有害-病原微生物、霉腐微生物4、適應性強、易變異適應強原因：體積小、表面積大；靈活的代謝調控機制（誘導酶）極端微生物（extrememicroorganism）易變異原因：結構簡單、單倍體、巨大交換面利弊：有益-育種（青霉素），有害-耐藥性5、分布廣、種類多分布廣：土

3、壤、空氣、海洋、人體腸道種類多：（1）微生物的生理代謝類型多（2）代謝產物種類繁多（3）微生物的種數多種類多：（1）微生物的生理代謝類型多微生物特有：分解天然氣、石油、纖維素、木質素能力；多種產能方式：細菌光合作用、嗜鹽菌紫膜光合作用、自養(yǎng)細菌的化能合成作用、各種厭氧菌的產能途徑生物固氮作用；合成次級代謝產物（抗生素、維生素等）能力；對復雜有機物的生物轉化能力（甾體化合物等）；分解氰、酚、多氯聯(lián)苯等有毒物質的能力獨特的繁殖方式（病毒、類病毒、骯病毒的復制、增殖）2）代謝產物種類繁多含氮代謝產物：氨基酸、核苷酸類糖類厭氣性代謝產物：酒精、乳酸、甘油、丙酮丁醇；糖類好氣性代謝產物：檸檬酸、蘋果酸、

4、葡萄糖酸；微生物多糖：黃原膠、右旋糖苷；微生物酶類：蛋白酶、淀粉酶、酯肪酶、工具酶；-次級代謝產物：抗生素、維生素、激素、生物堿3）微生物的種類多目前比較肯定的微生物種數大約10萬種，隨著分離、培養(yǎng)方法的改進，研究工作的深入，新種、新屬、新科、新綱陸續(xù)被發(fā)現。4）遺傳基因多樣性微生物基因組測序基因組種類多樣性。基因庫資源豐富。5）生態(tài)類型的多樣性三、微生物學發(fā)展簡史微生物學發(fā)展經歷五個時期1、史前期（8000年前-1676年）2、初創(chuàng)期（1676-1861年）3、奠基期（1861-1897年）4、發(fā)展期（1897-1953年5、成熟期（1953-迄今）學習微物學發(fā)展歷史的目的：-學習前人嚴謹治

5、學的科學態(tài)度，培養(yǎng)創(chuàng)新意識；-明確科學技術和研究方法的突破在學科發(fā)展中的重要作用；-明確學科的發(fā)展總是與人類生活、生產實踐密切相連的。四、微生物學科發(fā)展促進了人類進步近代科學中，微生物學是對人類福利貢獻最大的一門科學。1、醫(yī)療保健2、食品和醫(yī)藥行業(yè)3、微生物學促進農業(yè)發(fā)展4、微生物與生態(tài)和環(huán)境保護的關系5、基礎理論研究中的貢獻1、醫(yī)療保健-外科消毒技術的建立-尋找人畜病原菌-免疫防治法的應用-化學治療劑的發(fā)明-抗生素治療的興起-用工程菌生產各種生化藥物2、食品和醫(yī)藥行業(yè)-食品微生物發(fā)酵-罐頭滅菌和長期保存方法-厭氧純種發(fā)酵技術-深層液體通氣發(fā)酵技術-代謝調控理論在發(fā)酵工業(yè)中的應用-生物工程的興

6、起3、微生物學促進農業(yè)發(fā)展-微生物農藥-菌肥-植物生長激素-咼等真菌-飼料4、微生物與生態(tài)和環(huán)境保護的關系-食物鏈中主要環(huán)節(jié)，物質循環(huán)，污水處理5、基礎理論研究中的貢獻-以微生物作材料，生物學基礎理論研究取得許多重大突破：-分子生物學是在生化、遺傳學、微生物學基礎上發(fā)展起來。-微生物與基因工程-動、植物細胞應用研究中采用微生物培養(yǎng)/發(fā)酵方法。-微生物學獨特實驗操作技術。五、微生物學及其分科研究主要內容：從不同水平（層次）研究生命活動五大基本規(guī)律。根本任務：發(fā)掘、利用、改善有益微生物，控制、消滅、改造有害微生物。分科：按研究微生物的基本生活動規(guī)律分；按微生物應用領域分等不同分種方式。Chap1原

7、核生物的形態(tài)、構造和功能1細菌（bacteria）放線菌（actinomycetes）3其它原核微生物1細菌（bacteria）一細胞的形態(tài)構造及其功能1、細菌的基本形態(tài)：球狀、桿狀、螺旋狀（1）形態(tài)和染色自然界中桿狀細菌最常見、球菌次之，螺旋狀最少；量度細菌大小的單位是gm（微米，10-6m）作單位。亞細胞構造的量度用nm（納米，10-9m）作單位。2、染色細菌的形態(tài)和主要構造的觀察：一般都要將菌體細胞染色。原因：菌體微小。含水分多，對光線吸收、反射與水溶液差別不大，借助顏色的反襯作用。染色方法：-死菌：正染色負染色：莢膜染色法等-活菌：用美藍或TTC（氯化三苯基四氮唑）染色二）細菌細胞構造

8、與功能1、細胞壁（cellwall）（1）組成與結構G+菌和G-菌細胞壁構造比較A、肽聚糖（Peptidoglycan）組成和結構特點水解肽聚糖的酶類：溶菌酶（lysozyme）、自溶酶（autolyticenzyme）B、磷壁酸（Teichoicacid）存在：成分與結構實型：磷酸多元醇聚合體，主要有甘油磷酸型和核糖醇磷坒酸兩種類型。結構特點（甘油型為例）：磷壁酸的功能C、脂多糖（Lipopolysaccharide,LPS）存在：G-菌細胞壁特存成分，組成細胞外壁外壁層的重要成分。分子結構類脂A、核心多糖區(qū)，0-特異側鏈LPS的主要功能D、外壁層中的蛋白質：基質蛋白、外壁蛋白、脂蛋白。（2

9、）細菌的某些特性與細胞坒組成，結構的關系草蘭氏染色、抗酸染色、溶菌酶敏感性、青毒素敏感性3）周質空間（periplasmicspace）即壁膜空間，內含多種蛋白質（酶、結合蛋白、受體蛋白）。（4）細胞坒的功能A、固定細胞外形和提咼機強度，使其免受滲透壓等外力的損傷；B、為細胞的生長、分布和鞭毛運動所必需；C、阻攔大分子有害物質（某些抗生素和水解酶）進入細胞；D、賦予細菌特定的抗原性以及對抗生素和噬菌體的敏感性。缺乏細胞壁的微生物支原體、粘菌、原生動物、某些嗜鹽菌、產甲烷細菌（疵壁菌mendosicutes）原生質體、球狀體、L-型細菌2、細胞膜與間體細胞膜的功能：-控制細胞內、外的物質的運送、

10、交換；-維持細胞內正常滲透壓的屏障作用；-合成細胞壁各種組分和莢膜等大分子的場所；-進行氧化磷酸化或光合磷酸化的產能基地；-許多酶和電子傳遞組分的所在部位；-鞭毛的著生點和提供其運動所需的能量等。3、細胞質（cytoplasn）聚-卩-羥基丁酸（poly-卩-hydroxybutyratePHB羧化體（carboxysome）4、核質體（rcuclearbooly）核區(qū)、擬核、核基因組、遺傳信息。（1）鞭毛（flagella）組成成分：鞭毛蛋白（鞭毛素flagellin）構造：G+細菌與G-細菌鞭毛構造差別鞭毛著生方式：一端單毛、一端叢毛、兩端（單毛、成束）、周生、側生2）菌毛（pilas）存

11、在G-菌（特別是腸道菌，假單胞菌）表面的一種蛋白質附屬物，它由菌毛素（piling）形成中空的絲狀體。種類：一般菌毛和特化菌毛（性菌毛sexpilus,F-Pilus）糖被（glycocalyx）:莢膜（capsule）、微莢膜（microcapsule）、粘液層（slimelayer）、菌膠團（zoogloea）。糖被生理功能保護作用、貯藏養(yǎng)料、堆積代謝廢物菌體附著、信息識別作用、屏障和交換系統(tǒng)（4）芽抱（endosporespore）定義：產生芽抱的細菌種類芽抱耐熱機制（滲透調節(jié)皮層膨脹學說）研究細菌芽抱的意義：（5）伴抱晶體（parasporalcrystal）（三）、細菌的繁殖1、裂殖

12、（fission）2、芽殖（budding）一、細菌群體培養(yǎng)特征1、固體瓊脂平板上菌落形態(tài)：菌落（colony）及特征描述、菌苔（lawn）2、液體培養(yǎng)基中培養(yǎng)特征：混濁、菌膜、或絮狀沉淀。3、半固體培養(yǎng)基培養(yǎng)特征放線菌（actinomycetes）一、概述定義：分布：放線菌與人類的關系：放線菌重要類群：鏈霉菌屬（Streptomyces、弗蘭克氏菌屬（Frankia）小單抱菌屬（Micromonospora）二、放線菌的形態(tài)構造（以鏈霉菌為例）一般形態(tài)與構造2、放線菌的繁殖3、橫割分裂，4、兩種途徑：細胞內陷、壁膜同5、時內陷。三、放線菌的培養(yǎng)特征固體培養(yǎng)基平板培養(yǎng)液體培養(yǎng)基振蕩培養(yǎng)3其它原

13、核微生物一、藍細菌（cyanobacteria）藍藻或藍綠藻定義：形態(tài)：細胞結構特點：繁殖：藍細菌轉基因研究進展：二、支原體、立克次氏體、衣原體1、支原體（Mycoplasma）1）特征：個體微小缺乏細胞壁可在人工培養(yǎng)基上生長二等分裂繁殖對抗生素（四環(huán)素）敏感性2）種類：胸膜肺炎支原體，類支原體2、立克次氏體（Rickettsia）（1）定義：（2）種類：立克次氏體，類立克次氏體（Rickettsia-likeorganisms,RLO）。（2）特征結構繁殖對熱、四環(huán)素等抗生素敏感培養(yǎng)（3）與人類關系：3、衣原體（chlamydia）是一類在真核細胞內營專性能量寄生、有獨特生活周期（原體、始體

14、）、小型G-原核微生物。營專性能量寄生：獨特生活周期：小型G-原核微生物培養(yǎng)傳播感染范圍支原體、立克次氏體、衣原體三者主要區(qū)別Chap3真核微生物形態(tài)構造1.真核微生物概述真核生物、真核微生物一、真核生物與原核生物的比較：P40.表2-1二、真核微生物的主要類群菌物界（Mycetalia）真核微生物的主要類群真菌（Fungi）的特點三、真核微生物的細胞構造（一）、細胞壁1、真菌的細胞壁構造：微纖維（單糖的聚合物）、基質（甘露聚糖、葡萄糖、蛋白質、脂類）。不同分類地位真菌的細胞壁多糖2、藻類的細胞壁結構骨架（纖維素）、間質多糖（雜多糖）。二）鞭毛與纖毛真核微生物的“9+2”型鞭毛存在：鞭毛（鞭毛

15、鋼的原生動物、藻類、低等水生真菌的游動抱子或配子），纖毛（纖毛綱的原生動物：草履蟲屬）。三）細胞質膜（四）細胞核構造：核被膜、核仁、核基質。不同真菌的核染色體數目差別很大。（五）細胞質和細胞器1、細胞基質、細胞骨架、內質網、核糖體、高爾基體、溶酶體、微體、線粒體、葉綠體液泡。2、膜邊體（Iomasome）、幾丁質酶體（Chitosome）、氫化酶體（Hydrogenosome）。1酵母菌（yeast）定義一、分布以及與人類關系1、分布2、與人類關系單細胞蛋白（Single-cellprotein,SCP）二、酵母菌細胞形態(tài)特征細胞大而結構分化；細胞單個分散或呈假菌絲；細胞多形態(tài)。三、酵母菌細胞

16、構造1、細胞壁（cellwall組成與結構甘露聚糖（mannan）（外層）;蛋白質（protein）（中層）;葡聚糖（glucan）（內層類脂，幾丁質酵母原生質體的制備：EDTAp-巰基乙醇蝸牛消化酶酵母菌細胞原生質體（預處理）2、細胞膜（cellmembrane）酵母細胞膜的成分和構造膜構造與功能、控制胞內外物質交換的主要屏障。3、細胞核（cellnuclei）形態(tài)結構：定形（真核）、核膜（雙層單位膜）、核孔、染色體細胞核的觀察：核（相差顯微鏡）、核膜（電鏡）、染色體（姬姆薩染色/堿性品紅染色）4、酵母菌其他細胞構造線粒體、液泡、2m質粒四、酵母菌繁殖和生活史1、繁殖方法無性繁殖芽殖（bud

17、ding）：名屬常見方式、芽痕（budscar）、蒂痕（brithscar）.繁殖（fission）：裂殖酵母屬（schizosaccharomyces）產無性抱子：節(jié)抱子：地霉屬（Geotrichum）擲抱子：擲抱酵母屬（sporobolomyces）厚垣抱子：白段絲酵母屬（Candidaalbicans）有性繁殖：子囊（ascus）、抱子（ascospore）2、生活史（Lifecycle）定義酵母菌三種類型生活史a.營養(yǎng)體以單倍體或二倍體形式存在b營養(yǎng)體只能以單倍體形式存在c營養(yǎng)體只能以二倍體形式存在五、酵母菌的培養(yǎng)特征固體瓊脂培養(yǎng)基上菌落特征液體培養(yǎng)基中培養(yǎng)特征3、絲狀真菌定義：真菌（

18、fungi）、霉菌（mould）分布、種類、與人類關系一、1、營養(yǎng)體的基本單位-菌絲（hyphoe）菌絲直徑大小，隔膜2、真菌細胞壁成分及物理形態(tài)菌絲分化及其細胞壁的成分物理形態(tài)及成分壁的網狀骨架成分：微纖維（microfibril）纖維素、幾丁質無定形基質成分：葡聚糖、蛋白質、脫乙酰幾丁質、甘露聚糖、少量脂類無機鹽等。3、菌絲體（mycelium）定義、類型（營養(yǎng)菌絲體、氣生菌絲體）4、營養(yǎng)菌絲體的特化形態(tài)假根（rhizoid）、吸器（haustorium）、附著胞、附著枝、菌核（selerotium）、菌索、匍匐菌絲（stolon）、菌環(huán)（ring）,菌網（net）。5、氣生菌絲體的特化形

19、態(tài)（1）結構簡單的子實體：分生抱子頭；抱子囊（根霉、毛霉）均產無性抱子（分生抱子、抱囊抱子）；擔子（擔子菌），產有性抱子（擔抱子）。2）結構復雜的子實體：產無性抱子分生抱子器、分生抱子座、分生抱子盤子囊果（ascocarp）三種類型，產有性抱子：閉囊殼、子囊殼、子囊盤曲霉營養(yǎng)菌絲橫；隔示木霉細胞壁及橫隔；曲霉頂囊及其分生抱子；橫軸腐霉（一種水生真菌）橫軸腐霉（示抱子頭與菌絲原生質的自發(fā)熒光）二、真菌的抱子類型和特點真菌抱子與細菌芽抱的比較真菌可通過菌絲碎片繁殖，但主要靠形成有性或無性抱子繁殖抱子類型、形態(tài)特征是真菌分類、鑒定重要形態(tài)學依據三、霉菌的培養(yǎng)特征固體瓊脂培養(yǎng)基上菌落特征液體培養(yǎng)特征c

20、hap3非細胞型生物1病毒（Virus）.2亞病毒chap4非細胞型生物非細胞型生物種類：病類、亞病毒（類病毒、擬病毒、朊病毒）非細胞型生物與細胞型生物的主要區(qū)別。1病毒（Virus）定義：分布及種類一、病毒的形態(tài)與大小形態(tài)：桿狀、蝌蚪狀、球狀、磚塊狀、絲狀等。大?。簶O其微小、一般都可通細菌濾器、電鏡觀察二、病毒粒子（virion）定義：成熟、結構完整、單個病毒。病毒粒子結構與組成病毒粒子核衣殼（基本構造）核心：由DNA或RNA構成衣殼：由許多衣殼粒蛋白構成包膜（非基本構造）：由類脂或脂蛋白構成病毒粒子對稱體制：螺旋對稱（TMV）、二十面體對稱（腺病毒）、復合對稱（T偶數噬菌體）。病毒核酸類型

21、：dsDNA/SSDNA,dsRNA/SSRNA;鏈狀/環(huán)狀，閉環(huán)/缺口環(huán)基因組：單組分/雙組分/三組分/多組分（RNA病毒特有）三、病毒的群體形態(tài)1、包涵體（inelusionbody）定義與實踐應用2、噬菌斑（plaque）定義與實踐應用3、空斑和病斑：定義4、枯斑：定義四、噬菌體（bacteriophage,phage）1、噬菌體的模式結構2、噬菌體的繁殖吸附（感染復數，m.o.i）侵入，增殖，裝配（成熟）、釋放（裂解）、增殖、裝配增殖、裝配：3、噬菌體侵染的結局烈性噬菌體（Virulentphage）：一步生長曲線（One-stepgrowthcurve）溫和噬菌體（temperate

22、phage）：定義、特點、存在形成（游離點、整合態(tài)和營養(yǎng)態(tài)）溶源菌（hysogen）：定義、特性、檢查方法。五、真核生物的病毒1、植物病毒種類、形態(tài)、核酸（SSRNA）。增殖過程與T偶數噬菌體不同點：吸附（被動）、擴散（胞飲或包膜融入細胞膜或特異性受體轉移）、衣殼（侵入后）。2、人類和脊椎動物病毒種類、引起疾病增殖過程與T偶數噬菌體不同點：吸附（被動）、擴散（胞飲或包膜融入細胞膜或特異性受體轉移）、脫衣殼（侵入后）。人類免疫缺陷病毒（humanimmunodeficiencyvirus，HIV3、昆蟲病毒病毒多角體（polyhedron）昆蟲病毒種類.2亞病毒亞病毒是一類與傳統(tǒng)的病毒有顯著區(qū)別

23、的分子生物，僅含有侵染性RNA/侵染性蛋白質一種成分。1、類病毒：是至今所知道的最小的、只含有侵染性RNA一種成分，專性細胞內寄生的分子生物。2、擬病毒：類病毒、植物病毒粒子中的病毒、侵染性RNA分子，復制需要輔助病毒。3、朊病毒：侵染動物細胞、胞內復制、小分子無免疫性疏水Pro。病例：羊搔癢病、瘋牛病、Kuru病，中心法則的挑戰(zhàn)。3病毒與實踐一、噬菌體與發(fā)酵工業(yè)危害與預防措施，噬菌體污染出現的現象與雜菌不同。二、人類和脊椎動物病毒的防治預防（侵染預防、感受預防），治療（被動免疫、干擾素、抗生素等）三、植物病毒病的防治指導思想（防重于治、綜合防治），主要措施。四、昆蟲病毒用于生物防治主要優(yōu)點和

24、缺點，病毒多角體的實際意義。五、病毒在基因工程中的應用克隆載體（charon）、科斯質粒；SV40（SimianVirus40,即猴病毒40）。Chap4微生物的營養(yǎng)與物質運輸1微生物的營養(yǎng)與培養(yǎng)基2營養(yǎng)物質進入細胞的方式概述營養(yǎng)(nutrition)：生理功能、能量和物質、生長和繁殖。營養(yǎng)物(nutrient)：營養(yǎng)功能，提供結構物質，能量、代謝調節(jié)物質和生理環(huán)境。1微生物的營養(yǎng)與培養(yǎng)基一、微生物的營養(yǎng)要素與營養(yǎng)類型六種營養(yǎng)要素：碳源、氮源、能源、生長因子、無機鹽和水。1、碳源(Carbonsource)定義：碳元素(碳架)、營養(yǎng)源。碳源譜：碳源范圍-有機碳源、無機碳源。依據利用碳源情況，微

25、生物營養(yǎng)類型有：-自養(yǎng)型(autotroph):CO2(唯一碳源)。不依賴有機營養(yǎng)物。-異養(yǎng)型(heterotroph)：至少需要一種大量有機物、正常營養(yǎng)。-混合型(mixotroph)：碳同化混合類型。異養(yǎng)微生物的適宜碳源：糖類、醇類、有機酸類、脂類。2、能源(energysource)定義：提供最初能量來源的營養(yǎng)物或輻射能。異養(yǎng)微生物的能源就是其碳源。以能源分類，微生物的營養(yǎng)型有：-光能營養(yǎng)型(phototrohp)直接利用太陽光輻射能。-化能營養(yǎng)型(chemotroph)：從脂合物化學反應中獲得能量，又分無機營養(yǎng)型有機營養(yǎng)型。微生物的營養(yǎng)類型3、氮源(nifrogensource)定義：

26、氮元素、營養(yǎng)源氮源譜：氨基酸自養(yǎng)型與氨基酸異養(yǎng)型微生物利用各種氮源的特點：N2(固N)蛋白質及水解物。4、生長因子(growthfactor)定義：正常代謝必需，不能自身合成，有機化合物，需要量少。微生物與生長因子的關系：5、無機鹽定義：C、N以外的各種重要元素，大量元素、微量元素及配制細菌培養(yǎng)基時對無機鹽的選擇。無機元素的來源和功能6、水：營養(yǎng)要素之一，在微生物生命活動過程的重要作用。二、微生物的培養(yǎng)基培養(yǎng)基(medium)：人工配制，適合微生物生長繁殖或產生代謝產物、混合養(yǎng)料，具備六大營養(yǎng)要素，比例合適，配制后立即滅菌。選用和設計培養(yǎng)基的原則1、目的明確：菌種與目的產物類型、實驗室研究或工

27、業(yè)生產、種子培養(yǎng)或發(fā)酵,C/N比(種子培養(yǎng)基比發(fā)酵培養(yǎng)莖低)。2、營養(yǎng)協(xié)調確定各種營養(yǎng)要素的數量和比例的依據：細胞成分或元素含量(P92，表4-7)、異養(yǎng)微生物碳源兼作能源、需要量大。培養(yǎng)基中各營養(yǎng)要素的含量順序：水碳源氮源P.SK.Mg生長因子。3、培養(yǎng)基PH應適宜：4、經濟節(jié)約：（二）培養(yǎng)基配方設計方法1、生態(tài)模擬：天然基質、“初級”培養(yǎng)基（肉湯、水果汁、麩皮米糠、米飯面包、肥土、玉米芯。2、查閱文獻：直接或間接相關信息。3、精心設計：C源、N源的影響、無機鹽的影響，正交試驗設計、培養(yǎng)條件（PH、溫度、通氣量）試驗、綜合試驗、擴大規(guī)模試驗。（三）培養(yǎng)基的種類1、按對培養(yǎng)基成分的了解程度劃分

28、：天然培養(yǎng)基、組合培養(yǎng)基、半組合培養(yǎng)基。2、按培養(yǎng)基外觀的物理狀態(tài)劃分：固體培養(yǎng)基（瓊脂1.82.0%）,半固體培養(yǎng)基（瓊脂0.5%）、液體培養(yǎng)基。3、接培養(yǎng)基的功能劃分：選擇性培養(yǎng)基（selectedmedium）：特殊營養(yǎng)要求或對某一理化因素、抗性、提高篩選效率功能。加富培養(yǎng)基（enrichedmedium）鑒別性培養(yǎng)基（differentialmedium）：指示劑（與無色代謝物發(fā)生顯色反應）、菌落易區(qū)別，伊紅美藍乳糖培養(yǎng)基（EosinMethyleneBlue,EMB）鑒別各種腸道桿菌。營養(yǎng)物質進入細胞的方式概述：物質運送（materialtransport）一、研究營養(yǎng)物質運送的意義

29、與微生物營養(yǎng)、代謝密切相關；促進生物膜的結構與功能的研究；細胞膜是物質運輸的主要屏障；微生物發(fā)酵生產實踐中有著重要意義。二、物質運送的方式及分子機制1、單純擴散（simplediffusion）/被動運送（passivetransport）.特點：順濃度梯度或電位梯度、物理擴散，無特異性，擴散能量來自分子熱運動。存在：H20、氣體（02、C02、N2等）、乙醇和某些氨基酸。2、促進擴散（facilitateddiffusion）機理：底物特異性載體蛋白（carrierprotein）膜內外側結合底物親和力不同（結合底物在膜上位移中載體蛋白構型變化引起）。特點：順濃度梯度或電位梯度。擴散能量來自

30、分子熱運動，有特異性，運送速度快載體蛋白）。存在：真核細胞（糖類）、原核（厭氣微生物）細胞（等）3、主動運送（activetransport）特點：特異性載體，提供能量（ATP、質子勢）、載體構型變化，逆濃度梯度運送、底物分子結構無變化。存在：各種微生物吸收營養(yǎng)物質的主要機制，無機離子（、）有機離子（氨基酸）和一些糖類（乳糖、蜜二糖、葡萄糖）。4、基團移位（grouptranslocation）機制：依靠磷酸烯醇式丙酮酸一已糖磷酸轉移酶系統(tǒng)。過程：熱穩(wěn)定載體蛋白（HPr,heatstablecarrierprotein）的激治（PEP+HP丙酮酸+P-HPr）。糖被磷酸化后運入膜內（P-HPr

31、+糖糖-P+HPr）特點：需PEP-已糖磷酸轉移酶系統(tǒng)酶對底物有特異性選擇消耗高能磷酸化合物PEP底物分子結物變化逆濃度梯度運送。存在：兼性和嚴格厭氧菌需氧菌（巨大芽抱桿菌、枯草桿菌）糖類（匍、果、甘）以及脂肪酸、核苷、堿基。三、四種運送方式的比較Chap5微生物的代謝和發(fā)酵1、新陳代謝（metabolism）2、分解代謝與合成代謝的聯(lián)系與調節(jié)3、大分子營養(yǎng)物質的降解1微生物的產能代謝2微生物的合成代謝3微生物的代謝調控與發(fā)酵生產Chap6微生物的代謝和發(fā)酵1、新陳代謝（metabolism）概念：新陳代謝簡稱代謝，包括分解代謝和合成代謝。分解代謝（catabolism異化作用（dissimi

32、lation）/產能代謝（energy-yieldingmetabolism）;合成代謝（anabolism同化作用（assimilation）/耗能代謝（energy-expendedmetabolism）。2、分解代謝與合成代謝的聯(lián)系與調節(jié)聯(lián)系：十分不同、緊密聯(lián)系、伴同發(fā)生的兩個過程。調節(jié)：最基本方式為調節(jié)代謝流（酶活性調節(jié)和酶合成調節(jié)）。此外，營養(yǎng)物質運送、酶的定位等調節(jié)。3、大分子營養(yǎng)物質的降解淀粉：a-淀粉酶（芽抱桿菌屬、曲霉屬），卩-淀粉酶（多粘芽抱桿菌，根霉），淀粉葡萄糖酶（黑曲霉、米曲霉），異淀粉酶（黑曲霉、米曲霉）。纖維素：纖維素酶（木霉、纖維單抱菌、纖維素放線菌）。天然纖維

33、素（c1酶）-水合非結晶纖維素（CX1、CX2酶）-纖維二糖+葡萄糖（纖維二糖酶）葡萄糖果膠質：細菌（芽抱桿菌、假單胞菌）、真菌（青霉、曲霉、根霉）。天然果膠質（原果膠酶）-水可溶性果膠（果膠甲酯水解酶）-果膠酸（果膠酸酶）-半乳糖醛糖代謝途徑幾丁質：細菌（梭菌病、芽抱桿菌病）、放線菌。甲殼素（甲殼素酶）甲殼=糖（甲殼=糖酶）N-乙酰氨基葡萄糖脂肪（脂酶）：微生物種類較少，真菌以及霉菌脂肪甘油（糖酵解、TCA循環(huán)）各種中間產物、能量脂肪酸（卩-氧化）乙酰COATCA循環(huán)/乙醛酸循環(huán)蛋白質：霉菌、細菌。蛋白質（蛋白質）肽（肽酶）氨基酸內源代謝：貯存物質耗盡之后，利用細胞蛋白質和RNA作為能源。1

34、.微生物的產能代謝I、能量來自有機物-化能異養(yǎng)微生物的生物氧化與產能微生物生命活動所需的能量來源：氧化有機物（化能異養(yǎng)菌）、氧化還原態(tài)的無機物（化能自養(yǎng)菌）、來自日光輻射能（光能營養(yǎng)菌）。生物氧化：定義、形式（氧結合、脫氫、失電子）、階段。通用能源：ATP,跨膜質子電化學梯度（M）/質子動勢。一、單糖的分解代謝（以葡萄糖為例）葡萄糖分解代謝（氧化脫氫）途徑。1、EMP途徑（Embdem-Meyerhof-ParnasPathway）EMP途徑的簡圖EMP途徑的主要產物ATP和NADH的生成：位置、數量，底物水平磷酸化?？偡磻剑浩咸烟?2ADP+2NADT+2PI-2丙酮酸+2ATP+2NAD

35、H+2H+EMP途徑的生理功能2、HMP途徑（hexosemonophosphatepathway）（1）特點：HMP途徑又稱已糖單磷酸途徑,是在單磷酸已糖基礎上開始降解。三種戊糖相互轉化。C4、C7（芳香族氨基酸前體）和C5（核酸前體）的生成。產生大量NADPH2形式的還原劑。（2）總反應式：6葡-6-磷酸+12NADP+6H2O5葡糖-6磷酸+12NADPH+12H+12CO2+pi（3）HMP途徑的生理功能3、ED途徑（Enter-Doudoroffpathway）反應細節(jié)關鍵酶及關鍵反應主要產物（ATP、NADH、NADPH的生成數量）4、三種途徑比較（見下圖）存在：EMP、HMP是微生物降解葡萄糖的主要途徑，二者在同一種微生物中往往同時存在，但在代謝的作用中的比例不同，ED途徑存在嗜糖假單胞菌和運動發(fā)酵單胞菌等細菌。關鍵酶產能效率：EMP（2ATP/葡糖）、ED（1ATP/葡糖）還原力的產生：EMP（2NADH2）,ED（1NADH2+1NADPH2）、HMP（12NADPH2）二、丙酮酸代謝1、概述單糖經不同途徑降解，