微生復(fù)習(xí)資料

1、微生物學(xué)緒論一、什么是微生物1、微生物：所有形體微小、單細(xì)胞或結(jié)構(gòu)較為簡單的多細(xì)胞生物，甚至沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的低等生物的統(tǒng)稱。2、特點：1）小（個體微?。?： m （微米）級：光學(xué)顯微鏡下可見（細(xì)胞） 。nm （納米）級：電子顯微鏡下可見（細(xì)胞器，病毒）2）簡（構(gòu)造簡單）：單細(xì)胞、簡單多細(xì)胞、非細(xì)胞（即“分子生物” ）3）低（進(jìn)化地位低）：原核類：細(xì)菌（真細(xì)菌，古生菌） 、放線菌、藍(lán)細(xì)菌、枝原體、立克次氏體、衣原體等。真核類：真菌（酵母菌，霉菌） 、原生動物、單細(xì)胞藻類。非細(xì)胞類：病毒、亞病毒（類病毒，擬病毒，朊病毒）二、人類對微生物界的認(rèn)識1、微生物難以認(rèn)識的原因：1）個體微小2）外貌不同3）雜

2、居混生4）形態(tài)與其作用的后果之間很難被人認(rèn)識2、代表人物科赫：以劃線方式進(jìn)行樣品稀釋。列文虎克：發(fā)明顯微鏡巴斯德：曲頸瓶試驗三、微生物的五大特征1、體積小，面積大若把某一物體單位體積所占有的表面積稱為比表面積，則物體體積越小，其比表面積值就越大。因為一個小體積大面積系統(tǒng)，必然有一個巨大的營養(yǎng)物質(zhì)吸收面、代謝廢物的排泄物和環(huán)境信息的交換面，并由此產(chǎn)生其余4 個共性。2、吸收多，轉(zhuǎn)化快此特征為微生物的高速生長繁殖和合成大量代謝產(chǎn)物提供了充分的物質(zhì)基礎(chǔ)，從而使微生物能在自然界和人類實踐中更好地發(fā)揮其超小型“活化工廠”的作用。3、生長旺，繁殖快4、適應(yīng)強(qiáng)，易變異即使變異頻率十分低（一般為 10 510

3、 10 ） ，也可在短時間內(nèi)產(chǎn)生出大量變異的后代。5、分布廣，種類多對于整體而言，微生物適應(yīng)能力強(qiáng)（高溫、低溫、強(qiáng)酸、高鹽等）微生物多樣性體現(xiàn)在：1）物種多樣性 2）生理代謝類型的多樣性 3）代謝產(chǎn)物白多樣性 4）遺傳基因的多樣性5）生態(tài)類型的多樣性第一章 原核生物的形態(tài)、構(gòu)造和功能原核生物指一大類細(xì)胞核無核膜包裹，只存在稱作核區(qū)的裸露 DNA的原始單細(xì)胞生物， 包括真細(xì)菌和古生菌兩大類群。第一節(jié)細(xì)菌細(xì)菌是指一類細(xì)胞短、結(jié)構(gòu)簡單、胞壁堅韌、多以二分裂方式繁殖和水生性較強(qiáng)的原核生 物。凡在溫暖、潮濕、堿性和富含有機(jī)質(zhì)的地方，都是各種細(xì)菌的活動之處，在那里常會散發(fā) 出一股特殊的臭味或酸敗味，用手撫

4、摸一下，常有黏、滑的感覺。一、細(xì)胞的形態(tài)、構(gòu)造及其功能1、形態(tài)和染色基本上有球狀、桿狀、螺旋狀螺旋菌分為弧菌（螺旋不足一圈）、螺菌（旋轉(zhuǎn)滿26環(huán)）、螺旋體（旋轉(zhuǎn)周數(shù)超過 6環(huán)）表不：球菌：直徑桿菌：長x寬螺旋菌：長、寬、螺距費氏刺尾魚菌，現(xiàn)知最大的細(xì)菌細(xì)菌染色法死菌染色體細(xì)菌染色法Y活菌染色體正染色負(fù)染色普通染色法L 寺殊染色法簡單染色法抗酸染色法復(fù)雜染色法 JA芽抱染色法革蘭氏染色法莢膜染色法I細(xì)胞壁染色體各種細(xì)菌經(jīng)革蘭氏染色法染色后，能分為兩大類：一類最終染成紫色，稱革蘭氏陽性細(xì)菌（G ）;另一類被染成紅色，稱革蘭氏陰性細(xì)菌（ G ）。2、一般構(gòu)造一般細(xì)菌都具有的構(gòu)造稱一般構(gòu)造；把僅在部分

5、細(xì)菌中才有的或在特殊環(huán)境條件下才形成 的構(gòu)造稱為特殊構(gòu)造。細(xì)胞壁：是位于細(xì)胞最外層的一層厚實、堅韌的外被，主要成分為肽聚糖，具有固定細(xì) 胞外形和保護(hù)細(xì)胞不受損傷等多種生理功能。功能：1）固定細(xì)胞外形和提高機(jī)械強(qiáng)度，使其免受滲透壓等外力的損傷；2）為細(xì)胞的生長、分裂和鞭毛運動所必需的；阻攔大分子有害物質(zhì)(某些抗生素和水解酶)進(jìn)入細(xì)胞；賦予細(xì)菌特定的抗原性以及對抗生素和噬菌體的敏感性?？磿鴪D P15 圖 1-1 ， P16 圖 1-2G 細(xì)菌的細(xì)胞壁： G 細(xì)菌的細(xì)胞壁特點是厚度大，化學(xué)組分簡單，肽聚糖含量高，含有磷酸壁。肽聚糖：又稱黏肽、細(xì)胞質(zhì)或粘質(zhì)復(fù)合物，是真細(xì)菌細(xì)胞壁中的特有成分。-1,4-

6、糖苷鍵被溶菌酶溶解。磷酸壁： 是結(jié)合在 G 細(xì)菌細(xì)胞壁上的一種酸性多糖， 主要成分為甘油磷酸或核酸糖醇磷酸。功能：通過分子上的大量負(fù)電荷濃縮細(xì)胞周圍的 Mg 2 、 Ca 2 等兩價陽離子， 以提高細(xì)胞膜上的一些合成酶的活力；貯藏元素調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)自溶素的活力，借以防止細(xì)胞因自溶而死亡；作為噬菌體的特異性吸附受體；賦予 G 細(xì)菌表面特異的表面抗原，因而可用于菌種鑒定；增強(qiáng)某些致病菌對宿主細(xì)胞的粘連，避免被白細(xì)胞吞噬，并具有抗補(bǔ)體作用。G 細(xì)菌的細(xì)胞壁： G 細(xì)菌的細(xì)胞壁的特點是厚度較G 細(xì)菌薄，層次較多，成分復(fù)雜，肽聚糖層很薄，故機(jī)械強(qiáng)度較G 細(xì)菌弱。脂多糖：是位于G 細(xì)菌細(xì)胞壁最外層的一層較厚的

7、類脂類物質(zhì)，有類脂 A 、核心多糖和。-特異側(cè)鏈3部分組成。功能：類脂 A 是 G 細(xì)菌治病物質(zhì)內(nèi)毒素的物質(zhì)基礎(chǔ)；脂多糖的負(fù)電荷較強(qiáng)， 有吸附 Mg 2 、 Ca 2 等兩價陽離子以提高其在細(xì)胞表面濃度的作用；由于 LPS 的結(jié)構(gòu)多變，使G 細(xì)菌細(xì)胞表面的吸附受體；是許多噬菌體在細(xì)胞表面的吸附受體；具有某種選擇性吸收功能。看書 P20 表 1-4( 3)抗酸細(xì)胞：是一類細(xì)胞壁中含有大量分枝菌酸等蠟質(zhì)的特殊G 細(xì)菌。因它們被酸性復(fù)紅染上色后，就不能像其他G 細(xì)菌那樣被鹽酸乙醇脫色，故稱抗酸細(xì)菌。特點：在抗酸細(xì)菌細(xì)胞壁的外層，是一層厚實、無定形的蠟質(zhì)，它可使?fàn)I養(yǎng)物、染料和抗菌藥物難以透入，從而造成

8、抗酸細(xì)菌的生長極為緩慢和對藥物的高度抵抗力。索狀因子：是分枝桿菌細(xì)胞表層的一種糖脂，分枝桿菌與海藻糖結(jié)合，因能使結(jié)核分枝桿 菌在液體培養(yǎng)基中相連成索狀而得名。（4）古生菌：細(xì)胞壁含假肽聚糖，假肽聚糖以-1,3-糖昔鍵交替連接而成。（5）缺壁細(xì)菌：雖然細(xì)胞壁是一切原核生物的最基本構(gòu)造，但在自然長期進(jìn)化中和在實驗室菌種的自發(fā)突變中都會產(chǎn)生少數(shù)缺少細(xì)胞壁的種類。自發(fā)缺壁突變：L型細(xì)菌實驗室中形成 J徹底除盡：原生質(zhì)體缺壁細(xì)菌J人工方法去壁 JI部分去除：球狀體、自然界長期進(jìn)化中形成：支原體（6）革蘭氏染色機(jī)制步驟：涂片固定一結(jié)晶紫初染一碘液媒染一乙醇脫色一番紅復(fù)染G細(xì)菌由于其細(xì)胞壁較厚、肽聚糖網(wǎng)層次

9、多和交聯(lián)致密，故遇脫色劑乙醇處理時，因失水而使網(wǎng)孔縮小，再加上它不含類脂，故乙醇的處理不會溶出縫隙，因此能把結(jié)晶紫和碘的復(fù)合物牢牢地留在壁內(nèi)，使其保持紫色。G細(xì)菌因其細(xì)胞壁薄、外膜層類脂含量高、肽聚糖層薄和交聯(lián)度差，遇脫色劑乙醇后，以類脂為主的外膜迅速溶解，這是薄而松散的肽聚糖網(wǎng)不能阻擋結(jié)晶紫與碘復(fù)合物的溶出， 因此細(xì)胞退成無色，在經(jīng)過翻紅等紅色染料復(fù)染，呈現(xiàn)紅色。細(xì)胞膜上有結(jié)構(gòu)蛋白和功能蛋白生理功能：（選擇、判斷、填空）1）能選擇性地控制細(xì)胞內(nèi)、外的營養(yǎng)物質(zhì)和代謝產(chǎn)物的運送2）是維持細(xì)胞內(nèi)正常滲透壓的結(jié)構(gòu)屏障3）是合成細(xì)胞壁和糖被有關(guān)成分（如肽聚糖、磷酸壁、LPS和莢膜多糖等）的重要場所。4

10、）是細(xì)胞的產(chǎn)能基地5）是鞭毛基體的著生部位，并可提供鞭毛旋轉(zhuǎn)運動所需的能量間體：它是一種細(xì)胞膜的內(nèi)褶而形成的囊狀構(gòu)造，其內(nèi)充滿著層狀或管狀的泡囊。古生菌的細(xì)胞膜具有某些獨特性和多樣性，與原核細(xì)菌細(xì)胞膜不同。細(xì)胞質(zhì)：原核生物的細(xì)胞質(zhì)是不流動的貯藏物：聚-羥丁酸：具有貯藏能量、碳源和降低細(xì)胞內(nèi)滲透壓等作用。PHB和PHA是由生物合成的高聚物，具有無毒、可塑和易降解等特點，因此正在大力開 發(fā)用于制造醫(yī)用塑料和快餐盒。磁小體；具有導(dǎo)向功能，即借鞭毛引導(dǎo)細(xì)菌游向最有利的泥、水界面微氧環(huán)境處生活?？⒚阁w：在自養(yǎng)細(xì)菌的 CO 2固定中起著關(guān)鍵作用。氣泡：具有調(diào)節(jié)細(xì)胞相對密度，以使其漂浮在最適水層中的作用，借

11、以獲取光能、氧和營 養(yǎng)物質(zhì)。核區(qū)：是細(xì)菌等原核生物負(fù)載遺傳信息的主要物質(zhì)基礎(chǔ)。糖原碳源及能源類，聚-羥丁酸（PHB）貯藏牧J硫粒藻青素氮源類T藻青蛋白磷源（異染粒）3、特殊構(gòu)造一般指糖被（包括莢膜和粘液層）、鞭毛、菌毛和芽抱等（1）糖被：包被于某些細(xì)菌細(xì)胞壁外的一層厚度不定的透明膠狀物質(zhì)。-層次厚：莢膜f在壁上有固定層次 t層次?。何⑶v膜包裹在單個細(xì)胞上 T糖被松散，未固定在壁上：粘液層I包裹在細(xì)胞群上：菌膠團(tuán)功能：1）保護(hù)作用2）貯藏養(yǎng)料，以備營養(yǎng)缺乏時重新利用3）作為透性屏障和離子交換系統(tǒng)4）表面附著作用5）細(xì)菌間的信息識別作用6）堆積代謝廢物（2） S層：是一層包圍在原核微生物細(xì)胞壁外、

12、由大量蛋白質(zhì)或糖蛋白亞基以方塊形或六 角形方式排列的連續(xù)層。（3）鞭毛：生長在某些細(xì)菌表面的長絲狀、波曲的蛋白質(zhì)附屬物 構(gòu)造：鉤形鞘、鞭毛鉤、基礎(chǔ)小體G 鞭毛由4個環(huán)構(gòu)成：L、P、S-M、C環(huán)G 鞭毛由2個環(huán)構(gòu)成：S、M環(huán) 觀察:從固體培養(yǎng)基上的菌落形態(tài)判斷光學(xué)顯微鏡（懸滴法）特殊鞭毛染色電鏡半固體穿刺培養(yǎng)功能：鑒別細(xì)菌：鞭毛的有無、數(shù)量、著生位置與致病性有關(guān)：粘附性（ 4）菌毛：是一種長在細(xì)菌體表的纖細(xì)、中空、短直且數(shù)量較多的蛋白質(zhì)類附屬物，具有使菌體附著于物體表面上的功能。比鞭毛簡單，無基體構(gòu)造，直接著生于細(xì)胞質(zhì)膜上，不具有運動功能。（ 5） 性菌毛： 構(gòu)造與菌毛相同， 但比菌毛長， 且每

13、個細(xì)胞僅一至少數(shù)幾根。 一般見于 G 細(xì)菌的雄性菌株中，具有向雌性菌株傳遞遺傳物質(zhì)的作用。（ 6）芽孢：某些細(xì)菌生長到一定階段或在一定環(huán)境條件下，細(xì)胞的正常生長和分裂停止，細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞質(zhì)濃縮，逐步形成一個圓形、與橢圓形或圓柱形的，對不良環(huán)境有較強(qiáng)的特殊結(jié)構(gòu)，稱為芽孢。芽孢成熟后可自行從芽孢囊中釋放出來，又稱為內(nèi)生孢子。研究芽孢的意義：分類鑒定保存菌種分離菌種生物殺蟲滅菌標(biāo)準(zhǔn)（ 7）伴孢晶體：在芽孢形成的同時，會在芽孢旁形成一顆菱形、方形或不規(guī)則形的堿溶性蛋白質(zhì)晶體。 為有利于環(huán)境保護(hù)的生物農(nóng)藥。4、 細(xì)菌繁殖：主要以裂殖法，少數(shù)以芽殖裂殖：二分裂、三分裂、復(fù)分裂二、細(xì)菌的菌體形態(tài)菌落：將單個細(xì)菌

14、（或其他微生物）細(xì)胞或一小堆同種細(xì)胞接種到固體培養(yǎng)基表面（有時為內(nèi)層） ，當(dāng)它占有一定的發(fā)展空間并處于適宜的培養(yǎng)條件下，該細(xì)胞就會迅速生長繁殖并形成細(xì)胞堆。菌苔： 把大量分散的純種細(xì)胞密集地接種在固體培養(yǎng)基的較大表面上， 結(jié)果長出的大量 “菌落”已相互連成一片。第二節(jié) 放線菌放線菌： 是一類具有絲狀分枝細(xì)胞和無性孢子的 G 原核微生物， 由于菌落呈放射狀而得名一、放線菌的形態(tài)構(gòu)造大部分放線菌由分枝狀的菌絲組成，菌絲大多無隔膜，屬單細(xì)胞。菌絲的粗細(xì)與細(xì)菌中的桿菌寬度相近，細(xì)胞壁含胞壁酸、二氨基庚二酸，不含幾丁質(zhì)、纖維素；革蘭氏陽性1、構(gòu)造基內(nèi)菌絲體(營養(yǎng)菌絲) ：具有吸收營養(yǎng)和排泄代謝廢物的功能

15、，可產(chǎn)色素。氣生菌絲體：分化繁殖結(jié)構(gòu)孢子絲：繁殖功能，形成孢子。2、繁殖：主要通過無性孢子，也可通過菌絲斷片。應(yīng)用：能產(chǎn)生大量的、種類多的抗生素生產(chǎn)維生素和酶進(jìn)行甾體轉(zhuǎn)化、烴類發(fā)酵和污水處理危害：有的放線菌能引起人和動植物病害，如人類皮膚病有的放線菌能使水和食品變味，或破壞棉毛織品和紙張二、 放線菌的菌落特征液體靜止培養(yǎng)表面常形成一層膜，有些大型菌絲沉在瓶底固體培養(yǎng)基培養(yǎng)菌落特征：質(zhì)地致密、干燥、多皺、小而不蔓延、不易挑起，表面有放射狀溝紋少數(shù)原始放線菌因氣生菌絲不發(fā)達(dá)，其菌落外形與細(xì)菌相似。菌落形狀：產(chǎn)生大量分枝狀菌絲的菌種和不產(chǎn)生大量菌絲的菌種三、 放線菌的主要屬、鏈霉菌屬：產(chǎn)生許多著名的

16、抗生素，如鏈霉素、紅霉素、四環(huán)素、諾卡氏菌屬：烴類發(fā)酵、產(chǎn)生抗生素(萬古霉素、頭孢菌素等)、小單孢菌屬：可產(chǎn)生多種抗生素，如慶大霉素、利福霉素等、放線菌屬：多為致病菌。第二章 真核微生物的形態(tài)、構(gòu)造和功能第一節(jié)真核微生物概述真核生物：是一大類細(xì)胞核具有核膜，能進(jìn)行有絲分裂，細(xì)胞質(zhì)中存在線粒體或同時存在 葉綠體等多種細(xì)胞器的生物。一、真核生物與原核生物的比較看書P46表2-1二、真核微生物的主要類群植物界：顯微藻類動物界：原生動物真核微生物 r黏菌、菌物界Y假菌細(xì)胞細(xì)胞真菌一酵母菌 真菌絲狀真菌一霉菌 J大型子實真菌一蕈菌1、真菌：具有細(xì)胞壁，不含葉綠素，無根莖葉的分化，以產(chǎn)生大量池子進(jìn)行繁殖，

17、以寄生 或腐生方式生存的真核微生物。特點：1）無葉綠素，不能進(jìn)行光合作用；） 一般具有發(fā)達(dá)的菌絲體；3）細(xì)胞壁多數(shù)含幾丁質(zhì)；4）營養(yǎng)方式為異養(yǎng)吸收型；5）以產(chǎn)生大量無性和有性抱子的方式進(jìn)行繁殖；6）陸生性較強(qiáng)2、細(xì)胞壁：主要成分是多糖，另有少量的蛋白質(zhì)和脂質(zhì)低等真菌的細(xì)胞壁成分以纖維素為主，酵母菌以葡聚糖為主，而高等陸生細(xì)菌則以幾丁質(zhì) 為主。細(xì)胞壁具有固定細(xì)胞外形和保護(hù)細(xì)胞免受外界不良因子的損傷等功能。3、鞭毛：由鞭桿、基質(zhì)和過渡區(qū)組成，為“9+2”型第二節(jié)酯母菌酵母菌：泛指能發(fā)酵糖類的各種單細(xì)胞真菌特點：1）個體一般以單細(xì)胞非菌絲狀態(tài)存在；2）多數(shù)出芽生殖；3）能發(fā)酵糖類產(chǎn)能；4）細(xì)胞壁常含

18、甘露聚糖5）常生活在含糖量較高、酸度較大的水生環(huán)境中危害：使食物、紡織品等變質(zhì)，發(fā)酵工業(yè)污染，引起人和植物病害。一、酵母菌細(xì)胞的形態(tài)和構(gòu)造酵母菌的細(xì)胞直徑為細(xì)菌的 10 倍。細(xì)胞壁：呈三明治狀，外層為甘露聚糖，中層為蛋白質(zhì)（包或多種酶） ，外層為葡聚糖。細(xì)胞膜：含有甾醇分子細(xì)胞核：具有多孔核膜包裹著的細(xì)胞核，核膜是一種雙層單位膜，上面有大量的核孔，其內(nèi)含有線粒體、質(zhì)粒和線狀質(zhì)粒，是遺傳信息主要儲存庫。二、酵母菌的繁殖方式和生活史1、繁殖方式：分無性繁殖和有性繁殖兩大類，主要是無性繁殖。無性繁殖：芽殖、裂殖和產(chǎn)生無性孢子芽殖：母體細(xì)胞通過長出芽體進(jìn)行無性繁殖方式酵母出芽繁殖時，子細(xì)胞與母細(xì)胞分離

19、，在子、母細(xì)胞壁上都會留下痕跡。母細(xì)胞出芽位點稱作出芽痕，子細(xì)胞細(xì)胞壁上的位點稱誕生痕（蒂痕） 。通過酵母細(xì)胞表面留下芽痕數(shù)目就可確定該細(xì)胞的菌齡。無性孢子：擲孢子、厚垣孢子、節(jié)孢子假酵母：只能進(jìn)行無性繁殖過程的酵母。真酵母：具有無性繁殖和有性繁殖過程的酵母 有性繁殖：產(chǎn)生子囊孢子子囊孢子過程：接觸：相鄰兩個不同性別細(xì)胞接觸融合：接觸部分局部融合形成一個通道質(zhì)配：細(xì)胞質(zhì)融合核配：細(xì)胞核融合減數(shù)分裂：使合子減數(shù)分裂成4 或 8 個子囊孢子孢子壁形成生活史：又稱生命周期，指上一代生物個體經(jīng)一系列生長、發(fā)育階段而產(chǎn)生下一代個體的全部過程。單倍體型：八孢裂殖酵母雙倍體型：路德類酵母單、雙倍體型：啤酒酵

20、母第三節(jié) 絲狀真菌霉菌霉菌是絲狀菌體的一個俗稱。一、 霉菌的菌落特征類似于細(xì)菌：毛細(xì)管水、濕潤、表面光滑、易挑起、菌落質(zhì)地均勻、顏色單一有別于細(xì)菌：較大、較稠厚、較光滑、較不透明二、霉菌細(xì)胞的形態(tài)和構(gòu)造把霉菌的菌絲分為無隔菌絲和有隔菌絲1、菌絲體分為：營養(yǎng)菌絲和氣生菌絲（子實體） 營養(yǎng)菌絲：1）吸收養(yǎng)料：假根、吸器2）附著：附著胞、附著枝3）休眠及蔓延：菌核、菌索4）延伸：匍匐枝5）捕食線蟲：菌環(huán)、菌網(wǎng)氣生菌絲：1）簡單：無性：分生抱子頭、抱子囊有性：擔(dān)子2）復(fù)雜:無性：分生抱子器、分生抱子座有性（子囊果）：閉囊殼（完全封閉）、子囊盤（開口、盤狀）、子囊殼（有孔口）三、分布與人類關(guān)系在自然界分

21、布相當(dāng)廣泛，無所不在，而且種類和數(shù)量驚人。在自然界中，霉菌是各種復(fù)雜有機(jī)物，尤其是數(shù)量最大的纖維素、半纖維素和木質(zhì)素的主 要分解菌。一般情況下，霉菌在潮濕的環(huán)境下易生長，特別是偏酸性的基質(zhì)當(dāng)中。危害：引起霉變、引起動植物病害、產(chǎn)生毒素，引起食物中毒四、霉菌的抱子霉菌的繁殖能力極強(qiáng)，主要通過產(chǎn)生大量的無性抱子或有性抱子來完成的。 特點：小、輕、干、多、形態(tài)色澤各異、休眠期長、抗逆性較強(qiáng)霉菌抱子容易傳播和生存。菌落特點：形態(tài)較大，質(zhì)地疏松，外觀干燥，不透明，呈現(xiàn)或松或緊的蛛網(wǎng)狀、絨毛狀、 棉絮狀或氈狀，顏色多。看書P63表2-6第三章病毒和亞病毒因子真病毒：至少含有核酸和蛋白質(zhì)兩種組分類病毒：只含

22、有獨立侵染性的RNA組分?jǐn)M病毒：只含有不具獨立侵染性骯病毒：只含單一蛋白質(zhì)組分非細(xì)胞生物，亞病毒因子第一節(jié) 病毒病毒：是一類由核酸和蛋白質(zhì)等少數(shù)幾種成分組成的超顯微“非細(xì)胞生物” ，其本質(zhì)是一類 含 DNA 或 RNA 的特殊遺傳因子。能以感染態(tài)和非感染態(tài)兩種狀態(tài)存在。特性：形體極其微小，一般都能通過細(xì)菌濾器，故必須在電鏡下才能觀察沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)，主要成分僅為核酸和蛋白質(zhì)，故又稱“分子生物”每一種病毒只含一種核酸，不是DNA 就是 RNA既無產(chǎn)能酶系， 也無蛋白質(zhì)和核酸合成酶系， 只能利用宿主活細(xì)胞內(nèi)現(xiàn)成代謝系統(tǒng)合成自身的核酸和蛋白質(zhì)組分以核酸和蛋白質(zhì)等“元件”的裝配實現(xiàn)其大量繁殖在離體條件下，

23、 能以無生命的生物的生物大分子狀態(tài)存在， 并可長期保持其侵染活 力對一般抗生素不感染，但對干擾素敏感有些病毒的核酸還能整合到宿主的基因組中，并誘發(fā)潛伏性感染分類：動物病毒、植物病毒和原核生物病毒(或稱噬菌體)分類依據(jù)：病毒 DNA 分子有線狀和環(huán)裝之分病毒核酸有正鏈( + )和負(fù)鏈(-)的區(qū)分是閉口環(huán)還是缺口環(huán)基因組是單分子、雙分子、三分子還是多分子核酸的堿基或堿基對數(shù)核苷酸序列病毒的蛋白質(zhì)主要在構(gòu)成病毒結(jié)構(gòu)、病毒的侵染與增殖過程中發(fā)揮作用：1) 結(jié)構(gòu)功能 2 )吸附3 )破壞宿主細(xì)胞壁和細(xì)胞膜4)增殖一、 病毒的形態(tài)、構(gòu)造和化學(xué)成分病毒的大?。航^大多數(shù)的病毒能通過細(xì)菌濾器的微小顆粒，直徑多數(shù)

24、在 100nm 上下， 觀察病毒的形態(tài)和精確測定其大小，必須借助電鏡。病毒的形態(tài)：病毒粒：專指成熟的、結(jié)構(gòu)完整的和有感染性的單個病毒，又稱病毒顆粒對稱體制：螺旋體制：煙草花葉病毒二十面對稱：腺病毒復(fù)合對稱： T 偶數(shù)噬菌體(由頭部、頸部和尾部組成，尾部由尾鞘、尾管、基板、刺突和尾絲組成)病毒的群體形態(tài)包涵體：感染病毒的宿主細(xì)胞內(nèi)，出現(xiàn)在光學(xué)顯微鏡下可見的大小、形態(tài)、數(shù)量不等的小 體。本質(zhì)：大多數(shù)是病毒粒子組成，少數(shù)是細(xì)胞對病毒的反應(yīng)噬菌斑：噬菌體在菌苔上形成的“負(fù)菌落”空斑：動物病毒在宿主單層細(xì)胞培養(yǎng)物上形成的枯斑：植物病毒在植物葉片上形成的二、繁殖方式1、噬菌體的繁殖：噬菌體和一切病毒粒并不

25、存在個體生長的過程，而只有其兩種基本成分的合成和進(jìn)一步的裝配過程，分為：1）烈性噬菌體：指感染宿主細(xì)胞后，能夠使宿主細(xì)胞裂解的噬菌體過程：吸附：噬菌體與其相應(yīng)的特異宿主在水環(huán)境中偶然碰撞，把刺突、基板固著于細(xì)胞表面侵入：頭部核酸迅即通過微管及其末端小孔注入宿主細(xì)胞中，并將蛋白質(zhì)軀殼留在壁外增殖：包括核酸復(fù)制和蛋白質(zhì)的生物合成增殖過程基因表達(dá)的特點1）基因表達(dá)有先后2）基因表達(dá)的順序為：早期表達(dá)，次早期表達(dá)，核酸復(fù)制，晚期表達(dá)3）前一次表達(dá)產(chǎn)物是后一次表達(dá)的mRNA 、聚合酶等4）晚期表達(dá)的結(jié)果是合成了各種裝配蛋白（另外還有溶菌酶）成熟（裝配） ：把已經(jīng)合成的“部件”進(jìn)行自裝配的過程裂解：當(dāng)宿主

26、細(xì)胞內(nèi)大量的子代噬菌體成熟后，由于水解細(xì)胞膜的脂肪酶和水解細(xì)胞壁的溶菌酶的作用，促進(jìn)細(xì)胞裂解，從而完成子代噬菌體的釋放裂解方式：裂解（多以裂解細(xì)胞的方式釋放）和分泌（噬菌體穿出細(xì)胞，細(xì)胞不裂解）噬菌體效價的測定效價：表示每毫升試樣中所含有的具侵染性的噬菌體粒子數(shù)，又稱噬菌斑形成單位數(shù)或感染中心數(shù)，常用方法為雙層平板法詳見書 P76優(yōu)點：1）可彌補(bǔ)培養(yǎng)皿底部不平的缺陷2）可使所有的噬菌斑都位于近乎同一平面上3）上層培養(yǎng)基中瓊脂較稀，可形成形態(tài)較大、特征明顯以及便于觀察和計數(shù)的噬菌斑2）溫和噬菌體：噬菌體感染細(xì)菌后，將其核酸整合到宿主的核DNA 上，并且可以隨宿主DNA 的復(fù)制而進(jìn)行同步復(fù)制，在一

27、般情況下，不引起寄主細(xì)胞裂解的噬菌體分類：原噬菌體（前噬菌體） ：整合在宿主和DNA 上的噬菌體的核酸溶源菌：指在核染色體上整合有原噬菌體的細(xì)菌?？蛇M(jìn)行正常生長繁殖而不被裂解三種形式：游離態(tài)、整合態(tài)和營養(yǎng)態(tài)溶源性：溫和噬菌體侵染敏感細(xì)菌后不裂解它們，而與細(xì)菌共存的特征溶源菌的特點 ;可穩(wěn)定遺傳：子代細(xì)菌都含有原噬菌體，均具有溶原性可自發(fā)裂解：溫和噬菌體的核酸也可從宿主 DNA 上脫落下來，恢復(fù)原來的狀態(tài)，進(jìn)行大量復(fù)制，變成烈性噬菌體可誘導(dǎo)裂解：用化學(xué)、物理方法誘導(dǎo)4）具有“免疫性”：溶原菌對其本身產(chǎn)生的噬菌體或外來的同源的噬菌體不敏感，對 同源噬菌體具免疫性，對非同源噬菌體沒有免疫性5）可復(fù)愈

28、：自然遺失前噬菌體，但不發(fā)生自發(fā)裂解和誘導(dǎo)裂解6）溶源轉(zhuǎn)變：由于溶源菌整合了溫和噬菌體的核酸而使自己產(chǎn)生一些新的生理特征檢驗?zāi)尘晔欠駷槿茉淳姆椒▽⑸倭咳茉淳c大量的敏感性指示菌（遇溶源菌裂解后所釋放的溫和噬菌體會發(fā)生裂解循 環(huán)者）相混合，然后與瓊脂培養(yǎng)基混勻后倒一個平板，經(jīng)培養(yǎng)后溶源菌就一一長成菌落。 由于溶源菌在細(xì)胞分裂過程中有極少數(shù)個體會引起自發(fā)裂解，其釋放的噬菌體可不斷侵染 溶源菌周圍的指示菌苔，于是就形成了一個個中央有溶菌酶的小菌落，四周有透明圈圍著 的這種獨特噬菌斑。第四章 微生物的營養(yǎng)和培養(yǎng)基營養(yǎng)：微生物獲得與利用營養(yǎng)物質(zhì)的過程通常稱為營養(yǎng)。營養(yǎng)物：那些能夠滿足機(jī)體生長、繁殖和

29、完成各種生理活動所需要的物質(zhì)通常稱為微生物 的營養(yǎng)物影響化學(xué)元素組成比例因素：微生物種類、菌齡、培養(yǎng)條件第一節(jié)微生物的6類營養(yǎng)要素微生物的營養(yǎng)要求與攝食型的動物和光合自養(yǎng)型的綠色植物十分接近，稱為營養(yǎng)需求上的統(tǒng)一性，以碳、氫、氧、氮、硫、磷6種元素為主，在碳源、氮源、能源、生長因子、無機(jī)鹽和水6大范圍內(nèi)。微生物和動物、植物營養(yǎng)要素的比較營界要素動物（異養(yǎng)）微生物綠色植物 （自養(yǎng)）升任自養(yǎng)碳源糖類、脂類糖、醇、有機(jī)酸 等二氧化碳、碳 酸鹽等二氧化碳、碳 酸鹽氮源蛋白質(zhì)或其 降解物蛋白質(zhì)或其降解 物、有機(jī)或無機(jī) 氮化物、氨無機(jī)氮化物、 氨無機(jī)氮化物能源與碳源同與碳源同氧化無機(jī)物 或利用日光 能利用

30、日光能生長因子維生素部分需要維生素不需要不需要無機(jī)兀素?zé)o機(jī)鹽無機(jī)鹽無機(jī)鹽無機(jī)鹽水分水水水水、碳源凡是提供微生物營養(yǎng)元素所需的碳元素（碳架）的營養(yǎng)源稱為碳源。碳源物質(zhì)的功能：構(gòu)成細(xì)胞物質(zhì)；為機(jī)體提供整個生理活動所需要的能量（異養(yǎng)微生物）異養(yǎng)微生物：必須利用有機(jī)碳源的微生物自養(yǎng)微生物：以無機(jī)碳源作唯一或是主要碳源的微生物“C?H?O”型中的糖類是最為廣泛利用的碳源，其次是有機(jī)酸類、醇類和脂質(zhì)等，在糖 類中，單糖優(yōu)于雙糖和多糖；在多糖中，淀粉明顯優(yōu)于纖維素或幾丁質(zhì)多糖，同多糖則優(yōu)于瓊脂等雜多糖。對一切微生物來說，其碳源同時又兼作能源，這種碳源又稱作雙功能營養(yǎng)物異養(yǎng)微生物雖然要利用各種有機(jī)碳源，但有些

31、種類尤其是生長在動物血液、組織和腸道中的致病細(xì)菌，還需要提供少量二氧化碳作碳源才能滿足其正常生長。二、氮源凡能提供微生物營養(yǎng)所需要的氮元素的營養(yǎng)源，稱為氮源。氮源物質(zhì)的主要作用：是合成細(xì)胞物質(zhì)中含氮物質(zhì)、少數(shù)自養(yǎng)細(xì)菌能利用俊鹽、硝酸鹽作 為機(jī)體生長的氮源和能源，某些厭氧細(xì)菌在厭氧與糖類物質(zhì)缺乏的條件下，也可以利用氨 基酸作為能源物質(zhì)。氨基酸自養(yǎng)型生物：能把尿素、錢鹽、硝酸鹽甚至氮氣等簡單氮源自行合成所需要的一切氨基酸。氨基酸異養(yǎng)型生物：凡需要從外界吸收現(xiàn)成的氨基酸作為氮源的微生物遲效氮源：蛋白氮必須通過水解之后降解成月東、肽、氨基酸等才能被機(jī)體利用速效氮源：無機(jī)氮源或以蛋白質(zhì)降解產(chǎn)物形式存在的

32、有機(jī)氮源可以直接被菌體吸收利用。速效氮源有利于機(jī)體的生長，遲效氮源有利于代謝產(chǎn)物的形成三、能源能為微生物生命活動提供最初的營養(yǎng)物或輻射能稱為能源，各種異養(yǎng)微生物的能源就是其 碳源。有機(jī)物：化能異養(yǎng)微生物的能源（同碳源）化學(xué)物質(zhì)（化能營養(yǎng)型）4能源譜，I無機(jī)物：化能自養(yǎng)微生物的能源（不同碳源）二輻射能（光能營養(yǎng)型）：光能自養(yǎng)和光能異養(yǎng)微生物的能源化能自養(yǎng)微生物的能源十分獨特，都是一些還原態(tài)的無機(jī)物質(zhì)有機(jī)營養(yǎng)物可同時兼有幾種營養(yǎng)要素，如光輻射是單功能營養(yǎng)“物”（能源），還原態(tài)的無機(jī)物俊根離子是雙功能營養(yǎng)物（能源、氮源），氨基酸類是三功能營養(yǎng)物質(zhì)（碳源、氮源、能源）四、生長因子生長因子是一類對調(diào)節(jié)微

33、生物正常代謝所必需，但不能用簡單的碳、氮自行合成的微量有機(jī)物。生長因子自養(yǎng)型微生物：它們不需要從外界吸收任何生長因子生長因子異養(yǎng)型微生物：它們需要從外界吸收多種生長因子才能維持正常生長生長因子過量合成型微生物：少數(shù)微生物在其代謝活動中，能合成并大量分泌某些微生物等生長因子，因此可以作為有關(guān)維生素的生產(chǎn)菌種五、無機(jī)鹽無機(jī)鹽：是微生物生長必不可少的一類營養(yǎng)物質(zhì)，它們作為機(jī)體生長提供多種重要的生理 功能，包括大量元素和微量元素。大量元素：P、S、K、Mg、Ca、Fe等微量元素：Cu、Zn、Mn、Mo等，濃度在10 610 8 mol/L看書 P91 無機(jī)鹽功能六、水功能：最優(yōu)良的溶劑、一切生物化學(xué)反

34、應(yīng)的介質(zhì)、維持各種生物大分子結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，并參與某些重要的生物化學(xué)反應(yīng)、有效的控制細(xì)胞內(nèi)的溫度變化。第二節(jié) 微生物的營養(yǎng)類型營養(yǎng)類型：是指根據(jù)微生物生長所需要的主要營養(yǎng)要素即能源和碳源的不同，而劃分的微生物類型微生物的類型：光能無機(jī)營養(yǎng)型（光能自養(yǎng)型） 、光能有機(jī)營養(yǎng)型（化能異養(yǎng)型） 、化能無機(jī)營養(yǎng)型（化能自養(yǎng)型） 、化能有機(jī)營養(yǎng)型（化能異養(yǎng)型）看書 P91 表 4-3第三節(jié) 培養(yǎng)基培養(yǎng)基：是指由人配制的、含有六大營養(yǎng)要素、適合微生物生長繁殖或產(chǎn)生代謝產(chǎn)物用的 混合營養(yǎng)料。制作培養(yǎng)基時應(yīng)盡快配制并立即滅菌。一、選用和設(shè)計培養(yǎng)基的原則和方法（一） 4 種原則1、目的明確（不同培養(yǎng)目的，設(shè)計最佳的

35、培養(yǎng)基） 養(yǎng)基）2、營養(yǎng)協(xié)調(diào)（各成分間有一較穩(wěn)定的比例，不宜過高或過低）一般來說，真菌培養(yǎng)基的C/N 高于細(xì)菌培養(yǎng)基3、理化適宜（1） PH細(xì)菌 7.0-8.0 ； 放線菌 7.5-8.5 ； 酵母菌 3.8-6.0； 霉菌 4.0-5.8； 藻類 6.0-7.0 ； 原生動物 6.0-8.0 調(diào)節(jié)方式內(nèi)源調(diào)節(jié)：在培養(yǎng)基里加一些緩沖劑或不溶性的碳酸鹽；調(diào)節(jié)培養(yǎng)基的碳氮比。 （借磷酸緩 沖液進(jìn)行調(diào)節(jié)、以碳酸鈣作“備用堿”進(jìn)行調(diào)節(jié)） 外源調(diào)節(jié)：按實際需要不斷向發(fā)酵液流加酸或堿。（ 2）滲透壓和aw滲透壓：兩種不同濃度的溶液間若被一個半透膜隔開時，稀溶液的水分子會因水勢的推動而透過隔膜流向濃溶液，直

36、至濃溶液所產(chǎn)生的機(jī)械壓力足以使兩邊水分子的進(jìn)出達(dá)到平衡 為止，這時濃溶液中的溶質(zhì)所產(chǎn)生的機(jī)械壓力。水活度 aw ：在天然水或人為環(huán)境中，微生物可實際利用的自由水或游離水的含量，微生物生長繁殖的范圍 0.600.998等滲溶液：適宜微生物生長高滲溶液：細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離低滲溶液：細(xì)胞吸水膨脹，直至破裂（ 3） 氧 化還原電勢好氧微生物：0.30.4厭氧微生物：0.1 以下兼性微生物： 0.1 以上進(jìn)行好氧呼吸產(chǎn)能， 0.1 以下進(jìn)行發(fā)酵產(chǎn)能4、經(jīng)濟(jì)節(jié)約（二） 4 種方法1、生態(tài)模擬2、借鑒文獻(xiàn)3、精心設(shè)計4、試驗比較二、培養(yǎng)基種類（一）按對培養(yǎng)基成分的了解做分類1、天然培養(yǎng)基：利用化學(xué)成分還不清楚

37、或化學(xué)成分不恒定的天然有機(jī)物制成的培養(yǎng)基優(yōu)點：營養(yǎng)豐富、種類多樣、配制方便、價格低廉、微生物生長良好缺點：成分不清楚、不穩(wěn)定用途：實驗室經(jīng)常用于菌種培養(yǎng)，更適宜在生產(chǎn)上用來大規(guī)模地培養(yǎng)微生物和生產(chǎn)微生物產(chǎn)品組合培養(yǎng)基：由化學(xué)成分完全了解的物質(zhì)配制而成的培養(yǎng)基優(yōu)點：組成成分精確、重復(fù)性強(qiáng)缺點：價格昂貴、配制麻煩，微生物生長較慢用途：一般適用于實驗室范圍內(nèi)微生物營養(yǎng)需要、代謝、分類鑒定、生物測定及菌種選育、遺傳分析等定量要求較高的研究工作半組合培養(yǎng)基： 指一類主要以化學(xué)試劑配制， 同時還加有某種或某些天然成分的培養(yǎng)基。嚴(yán)格的講，凡含有未經(jīng)處理的瓊脂的任何組合培養(yǎng)基，都只能看作是一種半組合培養(yǎng)基。優(yōu)

38、點：在合成培養(yǎng)基的基礎(chǔ)上添加些天然成分，以更有效地滿足微生物對營養(yǎng)物質(zhì)的需要。用于生產(chǎn)、試驗 （二）按培養(yǎng)基外觀的物理狀態(tài)分類1、液體培養(yǎng)基：液體培養(yǎng)基不含任何凝固劑，菌體與培養(yǎng)基充分接觸，操作方便常用于大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)以及在實驗室進(jìn)行微生物生理代謝等基本理論的研究工作可根據(jù)培養(yǎng)后的渾濁度判斷微生物的生長速度可獲得大量菌體或其代謝產(chǎn)物2、 固體培養(yǎng)基：一類外觀呈固體狀態(tài)的培養(yǎng)基，可運動的菌落邊緣呈鋸齒狀，不運動菌落的邊緣光滑。根據(jù)固態(tài)性質(zhì)分為（ 1）固化培養(yǎng)基： 由液體培養(yǎng)基中加入一定量的凝固劑 （ 1%2% 瓊脂或 5%12% 明膠）瓊脂：熔化溫度96 ，凝固溫度40，絕大多數(shù)微生物不能利用

39、明膠：熔化溫度25 ，凝固溫度20，不少微生物能利用（ 2 ）非可逆性固化培養(yǎng)基：指一類一旦凝固后不能再重新融化的固化培養(yǎng)基。天然固態(tài)培養(yǎng)基：由天然固態(tài)基質(zhì)直接配制成的培養(yǎng)基。濾膜：一種堅韌且?guī)в袩o數(shù)微孔膜，可覆蓋在固化培養(yǎng)基上或浸有液體培養(yǎng)基，主要用于含菌量很少的水樣通過過濾濃縮后培養(yǎng)。3、半固體培養(yǎng)基：在液體培養(yǎng)基中加入0.20.7% 的瓊脂構(gòu)成的培養(yǎng)基，常用來觀察細(xì)菌運動的特征，以進(jìn)行菌種和噬菌體效價滴定等方面的實驗工作4、脫水培養(yǎng)基：指含有除水以外的一切成分的商品培養(yǎng)基，使用時只要加入適量水分并加以滅菌即可。（三）按培養(yǎng)基對微生物的功能分類1、選擇性培養(yǎng)基：是用來將某種或某類微生物從混

40、雜的微生物群體中分類出來的培養(yǎng)基，廣泛用于菌種篩選加富性選擇培養(yǎng)基：利用某種分離對象對某種營養(yǎng)物質(zhì)有特殊“嗜好”的原理，專門在培 養(yǎng)基中加入該營養(yǎng)物質(zhì)。抑制性選擇培養(yǎng)基：利用某種分離對象對某種抑制菌劑特用的抗性，在培養(yǎng)基中加入這種 抑菌物質(zhì)，使樣品中的敏感菌的生長受到抑制。3、鑒別性培養(yǎng)基：在培養(yǎng)基中加入某種特殊化學(xué)物質(zhì)，某種微生物在培養(yǎng)基中生長后能產(chǎn)生某種代謝產(chǎn)物，而這種代謝產(chǎn)物可以與培養(yǎng)基中的特殊化學(xué)物質(zhì)發(fā)生特定的化學(xué)反 應(yīng)，產(chǎn)生明顯的特征性變化，根據(jù)這種特征變化，可將該種微生物與其他微生物區(qū)分開。EMB培養(yǎng)基（伊紅美藍(lán)培養(yǎng)基）：伊紅和美藍(lán)兩種苯胺染料可抑制G細(xì)菌和一些難培養(yǎng)的G細(xì)菌。在低

41、酸度下，這兩種染料會結(jié)合并形成沉淀，起著產(chǎn)酸指示劑的作用。種類看書P103第五章 微生物的新陳代謝新陳代謝：一般泛指生物與周圍環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)交換和能量交換的過程。 TOC o 1-5 h z Lr生物小分子合成生物大分子、合成代謝（同化）t耗能新陳代謝k能量代謝物質(zhì)代謝分解代謝（異化）產(chǎn)能J:I生物大分子分解為生物小分子J有機(jī)物（化能異養(yǎng)菌）最初能源 日光輻射能（光能營養(yǎng)菌）、通用能源（ATP）、還原態(tài)無機(jī)物（化能自養(yǎng)菌）.共同特點：在溫和條件下進(jìn)行（由酶催化）反應(yīng)步驟繁多，但相互配合、有條不紊、彼此協(xié)調(diào)，且逐步進(jìn)行，表征了新陳代 新具有嚴(yán)格的順序性對內(nèi)、外環(huán)境具有高度的調(diào)節(jié)功能和適應(yīng)功能分類：

42、分解代謝和合成代謝、初級代謝和次級代謝、物質(zhì)代謝和能量代謝一、化能異養(yǎng)微生物的生物氧化和產(chǎn)能1、生物氧化概念：發(fā)生在活細(xì)胞內(nèi)的一系列產(chǎn)能性氧化反應(yīng)的總稱2、生物氧化特點：細(xì)胞內(nèi)的酶促反應(yīng)、氧化反應(yīng)放能分段進(jìn)行、放能一部分以化學(xué)能形式 儲存于能量載體中、真核生物氧化在線粒體中進(jìn)行、原核生物在細(xì)胞膜上進(jìn)行生物氧化的形式：加氧、脫氫、失去電子生物氧化的功能：產(chǎn)能（ ATP ） 、產(chǎn)還原力 H生物化學(xué)的過程：脫氫、遞氫、受氫生物氧化的類型：呼吸、無氧呼吸、發(fā)酵（一） 底物脫氫的四條途徑EMP 途徑、 HMP 途徑、 ED 途徑、 TCA 循環(huán)EMP 途徑是多種微生物的代謝途徑，產(chǎn)能效率低，生理功能重要

43、生理功能：提供 ATP 形式的能量和NADH 2 形式的還原能力連接其它代謝途徑的橋梁：TCA 、 HMP 、 ED提供多種中間代謝物通過逆向反應(yīng)可進(jìn)行多糖合成與人類生產(chǎn)關(guān)系：乙醇、乳酸、甘油、丙酮和丁醇的發(fā)酵HMP 途徑特點：是一條葡萄糖不經(jīng) EMP 途徑和 TCA 循環(huán)途徑而得到徹底氧化，并能產(chǎn)生大量NADH+H 形式的還原能力和多種中間產(chǎn)物的代謝途徑在多數(shù)好氧菌核兼性厭氧菌中都存在HMP 途徑，而且通常與EMP 途徑同時存在生理意義：供應(yīng)合成原料、產(chǎn)還原力、產(chǎn)生固定二氧化碳的中介、擴(kuò)大碳源利用范圍、連接 EMP 途徑、生產(chǎn)實踐ED 途徑1、意義： ED 途徑可不依賴于EMP 和 HMP

44、途徑而單獨存在，是少數(shù)缺乏完整EMP 途徑的微生物的一種替代途徑，未發(fā)現(xiàn)存在于其它生物中。2、特點：產(chǎn)能效率低，葡萄糖只經(jīng)過4 步反應(yīng)即可快速獲得由 EMP 途徑須經(jīng) 10步反應(yīng)才能形成丙酮酸3、關(guān)鍵反應(yīng)：2-酮-3-脫氧-6-磷酸葡萄糖酸的裂解4、催化的酶：6-磷酸脫水酶， KDPG 醛縮酶相關(guān)的發(fā)酵生產(chǎn)：細(xì)菌酒精發(fā)酵優(yōu)點：代謝速率高，產(chǎn)能轉(zhuǎn)化率高、菌體生成少、代謝副產(chǎn)物少、發(fā)酵溫度較高、不必定期供養(yǎng)氧缺點： PH=5 、較易染菌、細(xì)菌對乙醇耐受力低3、 TCA 循環(huán)特點：（ 1 ） 循環(huán)一次的結(jié)果是乙酰CoA 的乙?；谎趸癁?2 分子二氧化碳， 并重新生成1 分子草酰乙酸（ 2 ） 整個

45、循環(huán)有四步氧化還原反應(yīng)， 其中三步反應(yīng)中將NAD 還原為 NADH+H ， 另一步為 FAD 還原）為糖、脂、蛋白質(zhì)三大物質(zhì)轉(zhuǎn)化中心樞紐）循環(huán)中的某些中間產(chǎn)物是一些重要物質(zhì)生物合成的前體）生物體提供能量的主要形式）為人類利用生物發(fā)酵生產(chǎn)所需產(chǎn)品提供主要的代謝途徑（二） 遞氫和受氫經(jīng)上述 4 條脫氫途徑生成的 NADH 、 NAPH 、 FAGH 2 等，通過呼吸鏈等方式進(jìn)行遞氫，最終與受氫體（氧、無機(jī)或有機(jī)氧化物）結(jié)合，以解放出其中的化學(xué)能。根據(jù)遞氫的特點尤其是受氫過程中氫受體性質(zhì)的不同，把生物氧化分為有氧呼吸、無氧呼吸和發(fā)酵三種類型呼吸作用：有外援的最終電子受體的生物氧化模式。分為兩類有氧呼

46、吸：最終電子受體是分子O 2無氧呼吸：最終電子受體是O 2 以外的、無機(jī)氧化物，如 NO 3 、 SO 24 等發(fā)酵作用：沒有任何外援的最終電子受體的生物氧化模式，其還原力 H 未經(jīng)過呼吸鏈傳遞而直接交某一內(nèi)源性中間代謝物接受實現(xiàn)底物磷酸化產(chǎn)能有氧呼吸：底物脫氫后，脫下的氫經(jīng)完整呼吸鏈（電子傳遞鏈）傳遞，最終被外源分子氧接受，產(chǎn)生水并釋放出 ATP 形式的能量，是最普遍、最重要的生物氧化方式途徑： EMP 、 TCA 循環(huán)特點：在有氧呼吸作用中，底物的氧化作用不與氧的還原作用直接偶聯(lián)，而是底物在氧化過程中釋放的電子先通過電子傳遞鏈最后才傳遞到氫。由此可見， TCA 循環(huán)與電子傳遞是有氧呼吸中兩

47、個主要產(chǎn)能環(huán)節(jié)（ 1）呼吸鏈：是指位于原核生物細(xì)胞膜上或真核生物線粒體膜上的、由一系列氧化還原勢呈梯度差的、鏈狀排列的氫（或電子）傳遞體功能：在氫或電子的傳遞過程中，通過與氧化磷酸化反應(yīng)相偶聯(lián)，產(chǎn)生ATP 形式的能量真核生物中呼吸鏈比較典型，原核生物中呼吸鏈各具體組分有很大變化，尤其是細(xì)胞色素系統(tǒng)（ 2）氧化磷酸化：又稱電子傳遞鏈磷酸化，是指呼吸鏈的遞氫（或電子）和受氫過程與磷酸化反應(yīng)相偶聯(lián)并產(chǎn)生ATP 的作用。遞氫、受氫即氧化過程造成了跨膜的質(zhì)子梯度差即質(zhì)子動勢，進(jìn)而推動ATP 酶合成 ATP氧化磷酸化形成ATP 的機(jī)制：化學(xué)滲透學(xué)說和 ATP 酶構(gòu)象假說原核生物呼吸鏈特點：存在于細(xì)胞膜上無

48、氧呼吸：又稱厭氧呼吸，是指一類呼吸鏈末端的氫受體為外源無機(jī)氧化物（少數(shù)為有氧化物）的生物氧化。特點：底物通過常規(guī)途徑脫氫后，經(jīng)部分呼吸鏈遞氫，最終由氧化態(tài)的無機(jī)物或有機(jī)物受氫，并完成氧化磷酸化產(chǎn)能反應(yīng)?？僧a(chǎn)生較多能量，但不如有氧呼吸產(chǎn)生的能量多。根據(jù)呼吸鏈末端受氫體的不同，把無氧呼吸分為：硝酸鹽呼吸、硫酸鹽呼吸、硫呼吸、鐵呼吸、碳酸鹽呼吸和延胡索酸呼吸。硝酸鹽呼吸（反硝化呼吸）硝酸鹽在微生物生命活動中具有兩種功能：在有氧或無氧條件下所進(jìn)行的利用硝酸鹽作為氮源，稱為同化硝酸鹽還原作用在無氧條件下，某些兼性厭氧微生物利用硝酸鹽作為呼吸鏈的最氫終受體，把它還原成亞硝酸、NO、N2O、直至N2的過程，

49、稱為反硝化作用。反硝化細(xì)菌主要是一些兼性厭氧微生物。發(fā)酵： 在生物氧化中發(fā)酵是指無氧條件下， 底物脫氫后所產(chǎn)生的還原能力不經(jīng)過呼吸鏈傳遞而直接交給一內(nèi)源氧化性中間代謝的一類低效產(chǎn)能反應(yīng)。途徑：在厭氧條件下分解葡萄糖的產(chǎn)能途徑主要有EMP 、 HMP 、 ED 途徑。由 EMP 途徑中丙酮酸出發(fā)的發(fā)酵丙酮酸是 EMP 途徑的關(guān)鍵產(chǎn)物，由它出發(fā)，在不同微生物中可進(jìn)入不同的發(fā)酵途徑酵母菌同型發(fā)酵、同型乳酸發(fā)酵、丙酸發(fā)酵、混合酸發(fā)酵、 2， 3- 丁二酸發(fā)酵和丁酸型發(fā)酵通過 HMP 途徑的發(fā)酵（如異型乳酸發(fā)酵）凡葡萄糖經(jīng)發(fā)酵后除主要產(chǎn)生乳酸外，還產(chǎn)生乙醇、乙酸和 CO 2 等多種產(chǎn)物的發(fā)酵由氨基酸發(fā)酵

50、產(chǎn)能 Stickland 反應(yīng)以一種氨基酸作底物脫氫（氫供體） ，以另一種氨基酸作氫受體而實現(xiàn)生物氧化產(chǎn)能的獨特發(fā)酵類型，稱為 Stickland 反應(yīng)少數(shù)厭氧梭菌能利用一些氨基酸兼作碳源、氮源和能源產(chǎn)能機(jī)制是通過部分氨基酸的氧化與一些氨基酸的還原相偶聯(lián)的獨特發(fā)酵方式。發(fā)酵中的產(chǎn)能反應(yīng)發(fā)酵僅是專性厭氧菌或兼性厭氧菌在無氧的條件下的一種生物氧化形式。其產(chǎn)能機(jī)制是底物水平的磷酸化反應(yīng)，產(chǎn)能效率很低。底物水平磷酸化可形成很多含高能磷酸鍵的產(chǎn)物，如， 1， 3-二磷酸甘油酸、磷酸烯醇丙酮酸、乙酰磷酸等。二、自養(yǎng)微生物產(chǎn) ATP 和產(chǎn)還原力自養(yǎng)微生物按最初能源不同，可分為兩大類：能對無機(jī)物進(jìn)行氧化而獲得

51、能量的微生物， 稱為化能自養(yǎng)型微生物， 其生物合成的起始點是建立在對氧化程度高的 CO 2 進(jìn)行還原的基礎(chǔ)上能利用日光輻射能的微生物， 稱為光能自養(yǎng)型微生物， 其生物合成建立在對氧化還原水平適中的有機(jī)碳源直接利用的基礎(chǔ)上。化能自養(yǎng)微生物還原CO 2所需要的ATP和H:通過氧化無機(jī)底物而獲得，如 H 2、H 2 S、NH 4、NO 2等產(chǎn)能途徑：主要借助于經(jīng)過呼吸鏈的氧化磷酸化反應(yīng)注意：上述無機(jī)底物不僅可以作為最初能源產(chǎn)生ATP ，而且有些底物還可以作為無機(jī)氫供體， 這些無機(jī)氫供體在充分提供 ATP 能量的條件下， 可通過逆呼吸鏈的方式形成還原CO 所需的還原力 H 。硝化細(xì)菌：廣泛分布于各種土

52、壤和水體中的化能自養(yǎng)微生物，從生理類型來看分為兩類，一類為亞硝化細(xì)菌或氨氧化細(xì)菌，可把NH 3氧化成 NO 2 ，另一類是硝酸化細(xì)菌或亞硝酸氧化細(xì)菌，可把NO 2氧化成 NO 3 。光能營養(yǎng)微生物在自然界中，能進(jìn)行光能營養(yǎng)的生物循環(huán)光合磷酸化： 因能在光能驅(qū)動下通過電子的循環(huán)式傳遞而而完成磷酸化產(chǎn)能反應(yīng)而得名。特點：電子傳遞途徑屬循環(huán)方式；產(chǎn)能與產(chǎn)還原力分別進(jìn)行；還原能力來自 H 2 S 等無機(jī)氫供體；不產(chǎn)生氧。非循環(huán)光合磷酸化：各種綠色植物、藻類和藍(lán)細(xì)菌所共有的利用光能產(chǎn)生ATP 的磷酸化反應(yīng)特點： 電子傳遞途徑屬非循環(huán)方式； 有氧條件進(jìn)行； 反應(yīng)中可同時產(chǎn)生ATP 、 還原力和 O 2 ；

53、還原力 N ADPH 2 中 H 來自 H 2 O 分子的光解產(chǎn)物 H 和電子噬鹽菌紫膜的光介導(dǎo)ATP 合成光介導(dǎo) ATP 合成：噬鹽菌在無氧條件下，利用光能所造成的紫膜蛋白上視黃醛輔基構(gòu)象的變化，可使質(zhì)子不斷驅(qū)至膜外，從而在膜兩側(cè)建立一個質(zhì)子動勢，再由它來推動ATP 酶合成 ATP紫膜在細(xì)胞膜上呈斑片狀獨立分布，由稱作細(xì)菌視紫紅質(zhì)的蛋白質(zhì)（ 75% ）和類脂（ 25% ）組成細(xì)菌視紫紅質(zhì)的功能與葉綠素相似，能吸收光能，并在光量子的驅(qū)動下起著質(zhì)子泵作用第二節(jié) 分解代謝和合成代謝的聯(lián)系分解代謝和合成代謝兩者聯(lián)系密切聯(lián)接分解代謝和合成代謝的中間代謝物有12 種生物在長期進(jìn)化過程中，通過兩用代謝途徑

54、和代謝回補(bǔ)順序的方式，既巧妙又圓滿地解決了分解代謝和合成代謝的矛盾一、兩用代謝途徑兩用代謝途徑： 凡在分解和合成代謝中均具有功能的代謝途徑。 EMP 、 HMP 、 TCA 循環(huán)等都是中重要的兩用代謝途徑。特點：在兩用代謝途徑中，合成途徑并非分解途徑的完全逆轉(zhuǎn)，即某一反應(yīng)的逆反應(yīng)并不總是由同樣的的酶進(jìn)行催化。在分解代謝與合成代謝途徑的相應(yīng)代謝步驟中，往往還包含了完全不同的中間代謝產(chǎn)物在真核生物中，分解代謝和合成代謝一般在不同的分割區(qū)域內(nèi)分別進(jìn)行，即分解代謝一般在線粒體、微體或溶酶體中進(jìn)行，而合成代謝一般在細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行，從而有利于兩者可同時有條不紊地運轉(zhuǎn)。原核生物因其細(xì)胞微小、結(jié)構(gòu)的間隔程度低，

55、故反應(yīng)的控制大多在簡單的酶分子水平上進(jìn)行。二、代謝物回補(bǔ)順序1、所代謝物謂回補(bǔ)順序，又稱代謝物補(bǔ)償順序或添補(bǔ)途徑，是指能補(bǔ)充兩用代謝途徑中因合成代謝而消耗的中間代謝產(chǎn)物的那些反應(yīng)。通過這種機(jī)制，一旦重要產(chǎn)能途徑中的某種關(guān)鍵中間代謝物必須被大量用作生物合成原料而抽走時，仍可保證能量代謝的正常進(jìn)行。2、不同的微生物種類或同種微生物在不同的碳源下，有不同的代謝回補(bǔ)順序。與EMP 途徑和 TCA 循環(huán)有關(guān)的回補(bǔ)途徑約有10 條， 它們都圍繞著回補(bǔ)EMP 途徑中的磷酸烯醇式丙酮酸和 TCA 循環(huán)中的草酰乙酸這兩種關(guān)鍵性中間代謝產(chǎn)物來進(jìn)行的。3、乙醛酸循環(huán)又稱乙醛酸支路，因循環(huán)中存在乙醛酸這一關(guān)鍵中間代謝

56、物而得名。它是TCA 循環(huán)的一條回補(bǔ)途徑，可使TCA 循環(huán)不僅具有高效產(chǎn)能功能，而且還兼有許多生物合成反應(yīng)提供有關(guān)中間代謝產(chǎn)物的功能乙醛酸循環(huán)中有兩個關(guān)鍵酶：異檸檬酸裂合酶、蘋果酸合酶第三節(jié) 微生物的代謝調(diào)節(jié)和發(fā)酵生產(chǎn)一、微生物的代謝調(diào)節(jié)微生物代謝調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)的特點：精確、可塑性強(qiáng)、細(xì)胞水平的代謝調(diào)節(jié)能力超過高等生物成因：細(xì)胞體積小，所處環(huán)境多變。解決方式：組成酶經(jīng)常以高濃度存在，其它酶都是誘導(dǎo)酶，在底物和其類似物存在時才合成，誘導(dǎo)酶的總含量占細(xì)胞總蛋白的 10%方式：粗調(diào)：調(diào)節(jié)酶合成量的誘導(dǎo)或阻遏機(jī)制細(xì)調(diào)：調(diào)節(jié)現(xiàn)成酶催化活力的反饋抑制機(jī)制二、代謝調(diào)節(jié)在發(fā)酵工業(yè)中的應(yīng)用代謝調(diào)節(jié)是指在代謝途徑

57、水平上對酶活性的調(diào)節(jié)和在基因調(diào)控水平上對酶活性的調(diào)節(jié)，目的是使微生物累積更多的為人類所需要的有益代謝產(chǎn)物應(yīng)用營養(yǎng)缺陷型菌株解除正常的反饋機(jī)制在直線式的生物合成途徑中，營養(yǎng)缺陷型突變株只能累積中間代謝物，而不能累積最終代謝物，但在分支代謝途徑中，通過解除某種反饋調(diào)節(jié)，就可使某一分支途徑的末端代謝物得到積累。賴氨酸發(fā)酵肌苷酸的生產(chǎn)應(yīng)用抗反饋機(jī)制的突變株解除反饋調(diào)節(jié)抗反饋調(diào)節(jié)突變株就是指一種對反饋抑制不敏感或?qū)ψ瓒粲锌剐缘慕M成型菌株，或兼而有之的菌株（三）控制細(xì)胞膜的滲透性1、通過生理學(xué)手段控制細(xì)胞膜的滲透性2、通過細(xì)胞膜缺損突變而控制其滲透性例子看懂，明白原理即可第六章 微生物的生長及調(diào)控生長：微

58、生物細(xì)胞吸收營養(yǎng)物質(zhì)，進(jìn)行新陳代謝，當(dāng)同化作用異化作用時，生命個體的重量和體積不斷增大的過程。繁殖：生命個體生長到一定階段，通過特定方式產(chǎn)生生命個體，即引起生命個體數(shù)量增加的生物學(xué)過程發(fā)育：從生長到繁殖，是生物體的構(gòu)造和機(jī)能從簡單到復(fù)雜，從量變到質(zhì)變的發(fā)展變化過程。個體生長：微生物細(xì)胞個體吸收營養(yǎng)物質(zhì)，進(jìn)行新陳代謝，原生質(zhì)與細(xì)胞組分的增加。群體增長：群體中個體數(shù)目的增加，可以用重量、體積、密度或濃度來衡量個體生長-個體繁殖-群體生長群體生長 =個體生長 +個體繁殖由于微生物的個體極小，所以常用群體生長來反映個體生長的狀況第一節(jié) 測定生長繁殖的方法生長意味著原生質(zhì)含量增加，測定生長的方法都直接或

59、間接地以此為依據(jù)測定繁殖則是建立在計算個體數(shù)目的基礎(chǔ)上一、測生長量1、直接法（干重法、堆體積法）干重法：將一定量的菌液中的菌體通過離心或過濾分離出來，然后烘干、稱重該法適合菌濃度較高的樣品2、間接法（比濁法、碳、氮含量法、其他生理指標(biāo)）比濁法：在一定范圍內(nèi)，菌懸濁也中的細(xì)胞濃度與渾濁度成正比，即與光密度成正比，菌數(shù)越多，光密度越大。因此借助于分光光度計，在一定波長下測定菌懸液的光密度，就可反應(yīng)出菌液的濃度生理指標(biāo)法測含氮量：蛋白質(zhì)是細(xì)胞的主要物質(zhì)，含量穩(wěn)定，而氮是蛋白質(zhì)的主要成分，通過測含氮量就可推知微生物的濃度其他：含碳、磷、 DNA 、 RNA 、耗氧量、消耗底物量、產(chǎn)二氧化碳量、產(chǎn)酸、產(chǎn)

60、熱、粘度等。二、計繁殖數(shù)1、直接法（血球計數(shù)板、比例計數(shù)法）血球計數(shù)板法：將1cm2 x 0.1mm的薄層空間劃分為400小格，從中均勻分布地選取80或100 小格，計算其中的細(xì)胞數(shù)目，換算成單位體積中的細(xì)胞數(shù)適用范圍：個體較大細(xì)胞或顆粒，不適用于細(xì)菌等個體較小的細(xì)胞，因為細(xì)菌細(xì)胞太小，不易沉降，在油鏡下看不清網(wǎng)格線，超出油鏡工作距離特點：快速、準(zhǔn)確，對酵母菌可同時測定出牙率，或在菌懸液中加入少量美藍(lán)可以區(qū)分死活細(xì)胞，把死活細(xì)胞都算入2、間接法（活菌計數(shù)法、液體稀釋法、膜過濾法）平板菌落計數(shù)法：適用范圍：中溫、好氧和兼性厭氧、能在營養(yǎng)瓊脂上生長的微生物誤差：多次稀釋造成的誤差是主要來源，其次還