廈大微生物筆記

/緒論１、什么是微生物(Ｍicrｏorganiｓｍ,microｂｅ)2、微生物的共性３、微生物學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史四、微生物學(xué)科發(fā)展促進(jìn)了人類進(jìn)步五、微生物學(xué)及其分科類群：原核類:細(xì)菌、放線菌、支原體、衣原體、立克次氏體、藍(lán)細(xì)菌真核類：真菌(酵母菌、霉菌），原生動(dòng)物，顯微藻類非細(xì)胞類：病毒、類病毒、擬病毒、朊病毒什么是微生物(Ｍiｃroorｇanism，ｍｉcrobe1、）●個(gè)體微?。?lt;0.１mｍ),借助顯微鏡觀察形體；●結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單：簡(jiǎn)單多細(xì)胞，單細(xì)胞或非胞●低等：進(jìn)化地位低。二、微生物的共性1、體積小，表面積大2、吸收多、轉(zhuǎn)化快３、生長(zhǎng)旺、繁殖快4、適應(yīng)性強(qiáng)、易變異５、分布廣、種類多●一定體積的物體，分割成越細(xì)小的顆粒，這些顆粒的總表面積越大，表面積/體積比值越大.●優(yōu)點(diǎn)：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(gè)共性的基礎(chǔ)２、吸收多、轉(zhuǎn)化快●原因：表面積/體積比值大●例舉：乳糖發(fā)酵細(xì)菌、產(chǎn)朊假絲酵母(Canｄidaｕtｉlｉs)3、生長(zhǎng)旺、繁殖快●原因：吸收多、轉(zhuǎn)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(yīng)性強(qiáng)、易變異●適應(yīng)強(qiáng)原因:體積小、表面積大;靈活的代謝調(diào)控機(jī)制(誘導(dǎo)酶)●極端微生物(eｘtreｍｅmicｒoorganisｍ）●易變異原因：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(chǎn)物種類繁多（３）微生物的種數(shù)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(zhì)素能力；多種產(chǎn)能方式：細(xì)菌光合作用、嗜鹽菌紫膜光合作用、自養(yǎng)細(xì)菌的化能合成作用、各種厭氧菌的產(chǎn)能途徑生物固氮作用；合成次級(jí)代謝產(chǎn)物（抗生素、維生素等）能力；對(duì)復(fù)雜有機(jī)物的生物轉(zhuǎn)化能力（甾體化合物等）；分解氰、酚、多氯聯(lián)苯等有毒物質(zhì)的能力獨(dú)特的繁殖方式(病毒、類病毒、骯病毒的復(fù)制、增殖）2）代謝產(chǎn)物種類繁多含氮代謝產(chǎn)物：氨基酸、核苷酸類糖類厭氣性代謝產(chǎn)物：酒精、乳酸、甘油、丙酮丁醇；糖類好氣性代謝產(chǎn)物：檸檬酸、蘋果酸、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(jí)代謝產(chǎn)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(shù)大約10萬(wàn)種，隨著分離、培養(yǎng)方法的改進(jìn)，研究工作的深入，新種、新屬、新科、新綱陸續(xù)被發(fā)現(xiàn)。4）遺傳基因多樣性●微生物基因組測(cè)序●基因組種類多樣性.●基因庫(kù)資源豐富。５)生態(tài)類型的多樣性三、微生物學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史●微生物學(xué)發(fā)展經(jīng)歷五個(gè)時(shí)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(xué)習(xí)微物學(xué)發(fā)展歷史的目的：－－學(xué)習(xí)前人嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的科學(xué)態(tài)度,培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)；－－明確科學(xué)技術(shù)和研究方法的突破在學(xué)科發(fā)展中的重要作用;——明確學(xué)科的發(fā)展總是與人類生活、生產(chǎn)實(shí)踐密切相連的。四、微生物學(xué)科發(fā)展促進(jìn)了人類進(jìn)步●近代科學(xué)中，微生物學(xué)是對(duì)人類福利貢獻(xiàn)最大的一門科學(xué)。1、醫(yī)療保健2、食品和醫(yī)藥行業(yè)3、微生物學(xué)促進(jìn)農(nóng)業(yè)發(fā)展４、微生物與生態(tài)和環(huán)境保護(hù)的關(guān)系５、基礎(chǔ)理論研究中的貢獻(xiàn)１、醫(yī)療保?。饪葡炯夹g(shù)的建立-—尋找人畜病原菌－－免疫防治法的應(yīng)用——化學(xué)治療劑的發(fā)明--抗生素治療的興起--用工程菌生產(chǎn)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(zhǎng)期保存方法——厭氧純種發(fā)酵技術(shù)--深層液體通氣發(fā)酵技術(shù)－-代謝調(diào)控理論在發(fā)酵工業(yè)中的應(yīng)用－－生物工程的興起3、微生物學(xué)促進(jìn)農(nóng)業(yè)發(fā)展—－微生物農(nóng)藥—－菌肥--植物生長(zhǎng)激素--高等真菌－-飼料4、微生物與生態(tài)和環(huán)境保護(hù)的關(guān)系－-食物鏈中主要環(huán)節(jié),物質(zhì)循環(huán)，污水處理５、基礎(chǔ)理論研究中的貢獻(xiàn)--以微生物作材料，生物學(xué)基礎(chǔ)理論研究取得許多重大突破：－—分子生物學(xué)是在生化、遺傳學(xué)、微生物學(xué)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)?！⑸锱c基因工程-—?jiǎng)印⒅参锛?xì)胞應(yīng)用研究中采用微生物培養(yǎng)/發(fā)酵方法。－－微生物學(xué)獨(dú)特實(shí)驗(yàn)操作技術(shù)。五、微生物學(xué)及其分科●研究主要內(nèi)容：從不同水平（層次)研究生命活動(dòng)五大基本規(guī)律?！窀救蝿?wù)：發(fā)掘、利用、改善有益微生物,控制、消滅、改造有害微生物?！穹挚疲喊囱芯课⑸锏幕旧顒?dòng)規(guī)律分；按微生物應(yīng)用領(lǐng)域分等不同分種方式。Chap1原核生物的形態(tài)、構(gòu)造和功能§1細(xì)菌(bacteｒiａ）§放線菌（ａctinomyceｔｅs)§3其它原核微生物§１細(xì)菌(ｂａcteria)一細(xì)胞的形態(tài)構(gòu)造及其功能1、細(xì)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(xì)菌最常見、球菌次之，螺旋狀最少；量度細(xì)菌大小的單位是μm（微米,１0-6m）作單位。亞細(xì)胞構(gòu)造的量度用nm(納米，1０-9m)作單位。2、染色●細(xì)菌的形態(tài)和主要構(gòu)造的觀察：一般都要將菌體細(xì)胞染色。原因:菌體微小。含水分多,對(duì)光線吸收、反射與水溶液差別不大,借助顏色的反襯作用?！袢旧椒ǎ?－死菌：正染色負(fù)染色：莢膜染色法等——活菌:用美藍(lán)或ＴＴＣ（氯化三苯基四氮唑）染色二）細(xì)菌細(xì)胞構(gòu)造與功能1、細(xì)胞壁(ceｌlwaｌl）（1)組成與結(jié)構(gòu)●G＋菌和G—菌細(xì)胞壁構(gòu)造比較A、肽聚糖（Peptｉdoglycan）●組成和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)●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(jié)構(gòu)實(shí)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(jié)構(gòu)特點(diǎn)（甘油型為例):●磷壁酸的功能C、脂多糖（Liｐopolｙsａccharide，LPS）●存在：G－菌細(xì)胞壁特存成分,組成細(xì)胞外壁外壁層的重要成分。●分子結(jié)構(gòu)類脂A、核心多糖區(qū)，0—特異側(cè)鏈●LPS的主要功能Ｄ、外壁層中的蛋白質(zhì):基質(zhì)蛋白、外壁蛋白、脂蛋白。（２）細(xì)菌的某些特性與細(xì)胞坒組成,結(jié)構(gòu)的關(guān)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(zhì)空間(pｅriｐlaｓmiｃspacｅ)●即壁膜空間，內(nèi)含多種蛋白質(zhì)（酶、結(jié)合蛋白、受體蛋白）。(4）細(xì)胞坒的功能A、固定細(xì)胞外形和提高機(jī)強(qiáng)度，使其免受滲透壓等外力的損傷；B、為細(xì)胞的生長(zhǎng)、分布和鞭毛運(yùn)動(dòng)所必需;C、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；D、賦予細(xì)菌特定的抗原性以及對(duì)抗生素和噬菌體的敏感性?！袢狈?xì)胞壁的微生物支原體、粘菌、原生動(dòng)物、某些嗜鹽菌、產(chǎn)甲烷細(xì)菌（疵壁菌ｍendosｉcｕｔes）原生質(zhì)體、球狀體、L-型細(xì)菌2、細(xì)胞膜與間體●細(xì)胞膜的功能:—-控制細(xì)胞內(nèi)、外的物質(zhì)的運(yùn)送、交換；——維持細(xì)胞內(nèi)正常滲透壓的屏障作用；-—合成細(xì)胞壁各種組分和莢膜等大分子的場(chǎng)所；－－進(jìn)行氧化磷酸化或光合磷酸化的產(chǎn)能基地；--許多酶和電子傳遞組分的所在部位;－-鞭毛的著生點(diǎn)和提供其運(yùn)動(dòng)所需的能量等。3、細(xì)胞質(zhì)（cyｔoplaｓｎ)●聚-β-羥基丁酸(pｏlｙ—β－h(huán)yｄroｘybutｙratｅPHB●羧化體(cａｒbｏxysｏme)4、核質(zhì)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(gòu)造：G＋細(xì)菌與G-細(xì)菌鞭毛構(gòu)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(cè)生２)菌毛（ｐiｌas)●存在G—菌(特別是腸道菌，假單胞菌)表面的一種蛋白質(zhì)附屬物，它由菌毛素（pｉliｎg）形成中空的絲狀體?！穹N類：一般菌毛和特化菌毛（性菌毛ｓｅxpilus，F(xiàn)-Pilus)(３)糖被(ｇlyｃocａｌyx):●莢膜（cａpsule）、微莢膜（miｃrocapsule）、粘液層(sliｍelayer）、菌膠團(tuán)（zｏoglｏea）?！裉潜簧砉δ鼙Ｗo(hù)作用、貯藏養(yǎng)料、堆積代謝廢物菌體附著、信息識(shí)別作用、屏障和交換系統(tǒng)(4)芽孢(endosporespoｒｅ）●定義：●產(chǎn)生芽孢的細(xì)菌種類●芽孢耐熱機(jī)制(滲透調(diào)節(jié)皮層膨脹學(xué)說(shuō))●研究細(xì)菌芽孢的意義：（５）伴孢晶體(parasｐoralcｒystal）(三)、細(xì)菌的繁殖1、裂殖(fission)２、芽殖(buddinｇ）一、細(xì)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§２放線菌（acｔｉnomyｃeｔes）一、概述●定義:●分布：●放線菌與人類的關(guān)系：●放線菌重要類群:鏈霉菌屬（Sｔrepｔｏmｙcｅｓ）弗蘭克氏菌屬(Franｋia)小單孢菌屬(Micｒomonosｐora）二、放線菌的形態(tài)構(gòu)造（以鏈霉菌為例)●一般形態(tài)與構(gòu)造２、放線菌的繁殖3、●橫割分裂，4、兩種途徑：細(xì)胞內(nèi)陷、壁膜同５、時(shí)內(nèi)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其它原核微生物一、藍(lán)細(xì)菌（cｙａnobactｅrｉａ）藍(lán)藻或藍(lán)綠藻●定義：●形態(tài):●細(xì)胞結(jié)構(gòu)特點(diǎn):●繁殖：●藍(lán)細(xì)菌轉(zhuǎn)基因研究進(jìn)展：二、支原體、立克次氏體、衣原體1、支原體（Mycoplａｓｍａ）1）特征:●個(gè)體微小●缺乏細(xì)胞壁●可在人工培養(yǎng)基上生長(zhǎng)●二等分裂繁殖●對(duì)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(jié)構(gòu)●繁殖●對(duì)熱、四環(huán)素等抗生素敏感●培養(yǎng)（3）與人類關(guān)系:3、衣原體（ｃｈlaｍydｉa）●是一類在真核細(xì)胞內(nèi)營(yíng)專性能量寄生、有獨(dú)特生活周期(原體、始體）、小型G-原核微生物?！駹I(yíng)專性能量寄生:●獨(dú)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(gòu)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(diǎn)?三、真核微生物的細(xì)胞構(gòu)造

(一)、細(xì)胞壁

１、真菌的細(xì)胞壁

●構(gòu)造：微纖維（單糖的聚合物）、基質(zhì)（甘露聚糖、葡萄糖、蛋白質(zhì)、脂類）。?●不同分類地位真菌的細(xì)胞壁多糖

２、藻類的細(xì)胞壁?●結(jié)構(gòu)骨架（纖維素)、間質(zhì)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（鞭毛鋼的原生動(dòng)物、藻類、低等水生真菌的游動(dòng)孢子或配子）,纖毛（纖毛綱的原生動(dòng)物:草履蟲屬）。

三)細(xì)胞質(zhì)膜?(四)細(xì)胞核?●構(gòu)造：核被膜、核仁、核基質(zhì)?！癫煌婢暮巳旧w數(shù)目差別很大。

(五)細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞器?1、細(xì)胞基質(zhì)、細(xì)胞骨架、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、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(zhì)酶體(Chｉtoｓoｍｅ）、氫化酶體(Hyｄｒｏgｅｎosome）.?§１酵母菌（yeａst）

●定義?一、分布以及與人類關(guān)系

1、分布２、與人類關(guān)系

●單細(xì)胞蛋白(Sinｇle-ｃellprotｅiｎ，SCP）

二、酵母菌細(xì)胞形態(tài)特征

●細(xì)胞大而結(jié)構(gòu)分化；細(xì)胞單個(gè)分散或呈假菌絲；細(xì)胞多形態(tài)。

三、酵母菌細(xì)胞構(gòu)造

１、細(xì)胞壁（ｃellwａlｌ

●組成與結(jié)構(gòu)?甘露聚糖（mannａn)（外層）；蛋白質(zhì)（proｔeiｎ)（中層）；葡聚糖（glucａｎ）（內(nèi)層類脂,幾丁質(zhì)?●酵母原生質(zhì)體的制備:?EDTＡ-α-巰基乙醇蝸牛消化酶?酵母菌細(xì)胞—-—-————-—--——→原生質(zhì)體?（預(yù)處理)

2、細(xì)胞膜(celｌmemｂrane）?酵母細(xì)胞膜的成分和構(gòu)造●膜構(gòu)造與功能、控制胞內(nèi)外物質(zhì)交換的主要屏障。

3、細(xì)胞核（celｌnuclei）

●形態(tài)結(jié)構(gòu):定形（真核)、核膜（雙層單位膜）、核孔、染色體?●細(xì)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(xì)胞構(gòu)造

●線粒體、液泡、2μm質(zhì)粒?四、酵母菌繁殖和生活史?1、繁殖方法

●無(wú)性繁殖

芽殖（bｕddinｇ):名屬常見方式、芽痕(budｓcaｒ）、蒂痕（brｉthscａr)．

繁殖(fissiｏn)：裂殖酵母屬（sｃhizoｓacｃharomyceｓ）

產(chǎn)無(wú)性孢子:節(jié)孢子:地霉屬（Geotrｉchｕm）擲孢子：擲孢酵母屬（sｐｏｒｏｂolomｙces）厚垣孢子:白段絲酵母屬(Candidaａｌbiｃａns）

●有性繁殖：子囊（asｃus)、孢子（aｓｃｏｓpore）

2、生活史（Lifecｙｃｌe）

●定義●酵母菌三種類型生活史?ａ。營(yíng)養(yǎng)體以單倍體或二倍體形式存在?b．營(yíng)養(yǎng)體只能以單倍體形式存在?c.營(yíng)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（fuｎgｉ）、霉菌（mould)

●分布、種類、與人類關(guān)系?一、1、營(yíng)養(yǎng)體的基本單位－—菌絲（hｙｐhｏｅ)?●菌絲直徑大小，隔膜?2、真菌細(xì)胞壁成分及物理形態(tài)?●菌絲分化及其細(xì)胞壁的成分●物理形態(tài)及成分壁的網(wǎng)狀骨架成分：微纖維(micｒofｉbril）纖維素、幾丁質(zhì)

無(wú)定形基質(zhì)成分：葡聚糖、蛋白質(zhì)、脫乙酰幾丁質(zhì)、甘露聚糖、少量脂類無(wú)機(jī)鹽等.?3、菌絲體（mｙcelium)?●定義、類型（營(yíng)養(yǎng)菌絲體、氣生菌絲體)?4、營(yíng)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(wǎng)（net）.?5、氣生菌絲體的特化形態(tài)?(1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的子實(shí)體：分生孢子頭;孢子嚢（根霉、毛霉）均產(chǎn)無(wú)性孢子（分生孢子、孢囊孢子）;擔(dān)子(擔(dān)子菌），產(chǎn)有性孢子（擔(dān)孢子)。

2）結(jié)構(gòu)復(fù)雜的子實(shí)體:產(chǎn)無(wú)性孢子

分生孢子器、分生孢子座、分生孢子盤

子囊果(asｃocａｒｐ）三種類型，產(chǎn)有性孢子:閉囊殼、子囊殼、子囊盤?曲霉?fàn)I養(yǎng)菌絲橫；隔示木霉細(xì)胞壁及橫隔；曲霉頂囊及其分生孢子;橫軸腐霉（一種水生真菌）橫軸腐霉?（示孢子頭與菌絲原生質(zhì)的自發(fā)熒光）?二、真菌的孢子

●類型和特點(diǎn)●真菌孢子與細(xì)菌芽孢的比較?●真菌可通過(guò)菌絲碎片繁殖，但主要靠形成有性或無(wú)性孢子繁殖

●孢子類型、形態(tài)特征是真菌分類、鑒定重要形態(tài)學(xué)依據(jù)?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

chap3非細(xì)胞型生物?§1病毒（Viｒus）

§.2亞病毒?chａp4非細(xì)胞型生物

●非細(xì)胞型生物種類：病類、亞病毒（類病毒、擬病毒、朊病毒）?●非細(xì)胞型生物與細(xì)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(xì)菌濾器、電鏡觀察?二、病毒粒子（ｖirion）?●定義：成熟、結(jié)構(gòu)完整、單個(gè)病毒.?●病毒粒子結(jié)構(gòu)與組成?病毒粒子核衣殼（基本構(gòu)造)核心:由DNＡ或RNA構(gòu)成?衣殼:由許多衣殼粒蛋白構(gòu)成

包膜(非基本構(gòu)造):由類脂或脂蛋白構(gòu)成

●病毒粒子對(duì)稱體制：螺旋對(duì)稱(TＭV）、二十面體對(duì)稱（腺病毒）、復(fù)合對(duì)稱（T偶數(shù)噬菌體）。?●病毒核酸?類型：dsDNA/SSDNA，ｄsRNA/SＳRＮA;

鏈狀/環(huán)狀，閉環(huán)/缺口環(huán)?基因組：?jiǎn)谓M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(inｃlusionboｄｙ）●定義與實(shí)踐應(yīng)用

２、噬菌斑(plaｑuｅ）●定義與實(shí)踐應(yīng)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(jié)構(gòu)2、噬菌體的繁殖?●吸附（感染復(fù)數(shù)，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(jié)局?●烈性噬菌體（Virｕlenｔpｈage）:一步生長(zhǎng)曲線（Ｏｎｅ-sｔｅpgroｗtｈcurｖe）

●溫和噬菌體(ｔeｍpeｒaｔeｐｈａｇe）：定義、特點(diǎn)、存在形成（游離點(diǎn)、整合態(tài)和營(yíng)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(guò)程與T偶數(shù)噬菌體不同點(diǎn)：吸附（被動(dòng)）、擴(kuò)散(胞飲或包膜融入細(xì)胞膜或特異性受體轉(zhuǎn)移)、衣殼(侵入后)。

2、人類和脊椎動(dòng)物病毒

●種類、引起疾病?●增殖過(guò)程與Ｔ偶數(shù)噬菌體不同點(diǎn):吸附（被動(dòng))、擴(kuò)散（胞飲或包膜融入細(xì)胞膜或特異性受體轉(zhuǎn)移）、脫衣殼（侵入后）。

●人類免疫缺陷病毒（humａniｍｍunodeficｉencｙvirus，HIV

3、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)別的分子生物，僅含有侵染性RNA/侵染性蛋白質(zhì)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(xì)胞內(nèi)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(fù)制需要輔助病毒。?3、朊病毒：侵染動(dòng)物細(xì)胞、胞內(nèi)復(fù)制、小分子無(wú)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(shí)踐?一、噬菌體與發(fā)酵工業(yè)●危害與預(yù)防措施，噬菌體污染出現(xiàn)的現(xiàn)象與雜菌不同。?二、人類和脊椎動(dòng)物病毒的防治●預(yù)防(侵染預(yù)防、感受預(yù)防）,治療(被動(dòng)免疫、干擾素、抗生素等）

三、植物病毒病的防治●指導(dǎo)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(diǎn)和缺點(diǎn)，病毒多角體的實(shí)際意義。

五、病毒在基因工程中的應(yīng)用●克隆載體（cｈａrｏn)、科斯質(zhì)粒；

●ＳV4０（SimianVirus４0，即猴病毒４0）。Cｈａp４微生物的營(yíng)養(yǎng)與物質(zhì)運(yùn)輸?§1微生物的營(yíng)養(yǎng)與培養(yǎng)基?§2營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的方式

●概述

●營(yíng)養(yǎng)（nuｔrｉtion)：生理功能、能量和物質(zhì)、生長(zhǎng)和繁殖。?●營(yíng)養(yǎng)物（nuｔｒｉent）：營(yíng)養(yǎng)功能,提供結(jié)構(gòu)物質(zhì)，能量、代謝調(diào)節(jié)物質(zhì)和生理環(huán)境。

§1微生物的營(yíng)養(yǎng)與培養(yǎng)基

一、微生物的營(yíng)養(yǎng)要素與營(yíng)養(yǎng)類型?●六種營(yíng)養(yǎng)要素:碳源、氮源、能源、生長(zhǎng)因子、無(wú)機(jī)鹽和水.?1、碳源（Carbｏnｓourｃe）?●定義:碳元素(碳架)、營(yíng)養(yǎng)源。?●碳源譜:碳源范圍-—有機(jī)碳源、無(wú)機(jī)碳源。

●依據(jù)利用碳源情況，微生物營(yíng)養(yǎng)類型有：

—－自養(yǎng)型(autｏtropｈ):CＯ２（唯一碳源）。不依賴有機(jī)營(yíng)養(yǎng)物.?—-異養(yǎng)型（hｅteｒotropｈ）：至少需要一種大量有機(jī)物、正常營(yíng)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(jī)酸類、脂類.?2、能源（enｅrgysoｕrｃe）?●定義：提供最初能量來(lái)源的營(yíng)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(yíng)養(yǎng)型有:?－—光能營(yíng)養(yǎng)型(ｐhoｔotroｈp）直接利用太陽(yáng)光輻射能。?——化能營(yíng)養(yǎng)型(ｃheｍｏtroｐh):從脂合物化學(xué)反應(yīng)中獲得能量，又分無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)型有機(jī)營(yíng)養(yǎng)型。?●微生物的營(yíng)養(yǎng)類型

3、氮源(nifrogenｓｏuｒcｅ）

●定義：氮元素、營(yíng)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(diǎn):N２(固Ｎ）蛋白質(zhì)及水解物。

4、生長(zhǎng)因子（grｏwｔhfactｏr)?●定義：正常代謝必需，不能自身合成，有機(jī)化合物，需要量少。

●微生物與生長(zhǎng)因子的關(guān)系：?5、無(wú)機(jī)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(xì)菌培養(yǎng)基時(shí)對(duì)無(wú)機(jī)鹽的選擇。

●無(wú)機(jī)元素的來(lái)源和功能

6、水:營(yíng)養(yǎng)要素之一，在微生物生命活動(dòng)過(guò)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(zhǎng)繁殖或產(chǎn)生代謝產(chǎn)物、混合養(yǎng)料，具備六大營(yíng)養(yǎng)要素,比例合適,配制后立即滅菌。?（一）選用和設(shè)計(jì)培養(yǎng)基的原則

1、目的明確：菌種與目的產(chǎn)物類型、實(shí)驗(yàn)室研究或工業(yè)生產(chǎn)、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(yíng)養(yǎng)協(xié)調(diào)?●確定各種營(yíng)養(yǎng)要素的數(shù)量和比例的依據(jù):細(xì)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(yíng)養(yǎng)要素的含量順序:水〉碳源〉氮源>Ｐ.Ｓ>K.Mg〉生長(zhǎng)因子。?3、培養(yǎng)基ＰＨ應(yīng)適宜:4、經(jīng)濟(jì)節(jié)約：

（二)培養(yǎng)基配方設(shè)計(jì)方法

1、生態(tài)模擬：天然基質(zhì)、“初級(jí)”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(xiàn)：直接或間接相關(guān)信息.?３、精心設(shè)計(jì)：C源、N源的影響、無(wú)機(jī)鹽的影響,

正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)、培養(yǎng)條件（ＰH、溫度、通氣量)試驗(yàn)、綜合試驗(yàn)、擴(kuò)大規(guī)模試驗(yàn).?（三)培養(yǎng)基的種類?１、按對(duì)培養(yǎng)基成分的了解程度劃分：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。８-2。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(yíng)養(yǎng)要求或?qū)δ骋焕砘蛩?、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(wú)色代謝物發(fā)生顯色反應(yīng))、菌落易區(qū)別，?伊紅美藍(lán)乳糖培養(yǎng)基（ＥｏｓinＭｅｔhｙlｅneＢｌｕe，ＥMB）鑒別各種腸道桿菌。

§2。營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的方式?●概述:

物質(zhì)運(yùn)送(mａｔerｉａltｒａnｓpｏｒt)

一、研究營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)運(yùn)送的意義?●與微生物營(yíng)養(yǎng)、代謝密切相關(guān)；

●促進(jìn)生物膜的結(jié)構(gòu)與功能的研究；細(xì)胞膜是物質(zhì)運(yùn)輸?shù)闹饕琳希?/p>

●微生物發(fā)酵生產(chǎn)實(shí)踐中有著重要意義。?二、物質(zhì)運(yùn)送的方式及分子機(jī)制?1、單純擴(kuò)散（simpledｉffusion)/被動(dòng)運(yùn)送(pａssivｅｔraｎsporｔ).

●特點(diǎn)：順濃度梯度或電位梯度、物理擴(kuò)散,無(wú)特異性,擴(kuò)散能量來(lái)自分子熱運(yùn)動(dòng).?●存在：H2O、氣體(O2、CＯ2、N２等)、乙醇和某些氨基酸。?2、促進(jìn)擴(kuò)散（fａcilitatedｄｉｆfusioｎ）?●機(jī)理：底物特異性載體蛋白(cａrrｉｅrproｔeiｎ)膜內(nèi)外側(cè)結(jié)合底物親和力不同（結(jié)合底物在膜上位移中載體蛋白構(gòu)型變化引起)。?●·特點(diǎn)：順濃度梯度或電位梯度。擴(kuò)散能量來(lái)自分子熱運(yùn)動(dòng)，有特異性，運(yùn)送速度快載體蛋白）。?●存在：真核細(xì)胞(糖類)、原核(厭氣微生物)細(xì)胞(等）?３、主動(dòng)運(yùn)送(activｅtｒanｓpｏrt)

●特點(diǎn):特異性載體，提供能量（ＡTP、質(zhì)子勢(shì))、載體構(gòu)型變化，逆濃度梯度運(yùn)送、底物分子結(jié)構(gòu)無(wú)變化.

●存在：各種微生物吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的主要機(jī)制，無(wú)?機(jī)離子（、、）有機(jī)離子(氨基?酸）和一些糖類（乳糖、蜜二糖、葡萄糖）。?4、基團(tuán)移位（ｇroｕptｒａnｓlｏｃatiｏn)?●機(jī)制：依靠磷酸烯醇式丙酮酸一已糖磷酸轉(zhuǎn)移酶系統(tǒng).

●過(guò)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(yùn)入膜內(nèi)（P—ＨPr＋糖糖—P+HPr）

●特點(diǎn):需PEP—已糖磷酸轉(zhuǎn)移酶系統(tǒng)●酶對(duì)底物有特異性選擇●消耗高能磷酸化合物PEP●底物分子結(jié)物變化●逆濃度梯度運(yùn)送.

●存在：兼性和嚴(yán)格厭氧菌●需氧菌（巨大芽孢桿菌、枯草桿菌）●糖類(葡、果、甘）以及脂肪酸、核苷、堿基。?三、四種運(yùn)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(diào)節(jié)

３、大分子營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的降解

§1微生物的產(chǎn)能代謝§２微生物的合成代謝§3微生物的代謝調(diào)控與發(fā)酵生產(chǎn)

Chap6微生物的代謝和發(fā)酵

1、新陳代謝（mｅtaｂolｉsm）?●概念:新陳代謝簡(jiǎn)稱代謝，包括分解代謝和合成代謝。?分解代謝(catabｏliｓm)/異化作用(dissimilaｔion）／產(chǎn)能代謝(energｙ－yｉｅldinｇｍｅtabolism)；?合成代謝(ａnabolｉｓｍ)/同化作用（assimilａt(yī)ion）/耗能代謝(energy－expendedmｅtａbolism）。?2、分解代謝與合成代謝的聯(lián)系與調(diào)節(jié)

●聯(lián)系:十分不同、緊密聯(lián)系、伴同發(fā)生的兩個(gè)過(guò)程。?●調(diào)節(jié):最基本方式為調(diào)節(jié)代謝流（酶活性調(diào)節(jié)和酶合成調(diào)節(jié)）。

此外，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)運(yùn)送、酶的定位等調(diào)節(jié)。?3、大分子營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的降解?●淀粉：α—淀粉酶(芽孢桿菌屬、曲霉屬)，β－淀粉酶（多粘芽孢桿菌，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、纖維單孢菌、纖維素放線菌）。天然纖維素（c1酶)－水合非結(jié)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(zhì):細(xì)菌(芽孢桿菌、假單胞菌)、真菌(青霉、曲霉、根霉）。

天然果膠質(zhì)(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(zhì):細(xì)菌（梭菌病、芽孢桿菌病)、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(chǎn)物、能量

-—脂肪酸(β－氧化)乙酰COA——TCA循環(huán)／乙醛酸循環(huán)

●蛋白質(zhì):霉菌、細(xì)菌。

蛋白質(zhì)(蛋白質(zhì)）——肽（肽酶)-—氨基酸

●內(nèi)源代謝：貯存物質(zhì)耗盡之后,利用細(xì)胞蛋白質(zhì)和RNA作為能源。?§1。微生物的產(chǎn)能代謝?I、能量來(lái)自有機(jī)物--化能異養(yǎng)微生物的生物氧化與產(chǎn)能

●微生物生命活動(dòng)所需的能量來(lái)源：氧化有機(jī)物(化能異養(yǎng)菌)、氧化還原態(tài)的無(wú)機(jī)物(化能自養(yǎng)菌）、來(lái)自日光輻射能（光能營(yíng)養(yǎng)菌）.?●生物氧化:定義、形式（氧結(jié)合、脫氫、失電子)、階段.

●通用能源：ATP，跨膜質(zhì)子電化學(xué)梯度

(△H）/質(zhì)子動(dòng)勢(shì)。

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(jiǎn)圖

●EMP途徑的主要產(chǎn)物

●ATP和NＡDH的生成:位置、數(shù)量，底物水平磷酸化。

●總反應(yīng)式:葡萄糖+2AＤＰ+2NAＤT+２PI－—２丙酮酸+2ATP+2NADH＋2H+

●ＥＭP途徑的生理功能

2、ＨＭＰ途徑（heｘosemｏnophoｓphａt(yī)epathwaｙ)?(1）特點(diǎn)：

●HMP途徑又稱已糖單磷酸途徑,是在單磷酸已糖基礎(chǔ)上開始降解。

●三種戊糖相互轉(zhuǎn)化。

●C4、C7（芳香族氨基酸前體)和C5（核酸前體)的生成。?●產(chǎn)生大量NADPH2形式的還原劑。

（2)總反應(yīng)式:6葡—6-磷酸+1２ＮADP＋6H2O→5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(yīng)細(xì)節(jié)

●關(guān)鍵酶及關(guān)鍵反應(yīng)?●主要產(chǎn)物（ATＰ、NＡDＨ、NＡDＰH的生成數(shù)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(shí)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(yùn)動(dòng)發(fā)酵單胞菌等細(xì)菌。?●關(guān)鍵酶

產(chǎn)能效率：EMP（2ＡTP/葡糖）、ED(１AＴＰ/葡糖)

●還原力的產(chǎn)生：EＭP?（2NAＤH2），ED（１NＡDＨ2+1ＮADＰH2)、HMP（12NＡＤPＨ2）?二、丙酮酸代謝

１、概述

●單糖經(jīng)不同途徑降解，產(chǎn)生丙酮酸和同化力［NＡD(P）H2、ＡTP］，產(chǎn)物的去向取決不同微生物及不同培養(yǎng)條件.

●大多數(shù)好氣和兼性好氣性微生物，在有氧情況下：TCA循環(huán),電子傳遞磷酸化、呼吸作用(rｅspiration)。?●一些厭氣菌和兼性好氣菌，在無(wú)氧條件下，無(wú)氧呼吸。（aｎaeroｂｉcreｓpirａt(yī)ion）

●大多數(shù)厭氣和兼性厭氣有機(jī)化能營(yíng)養(yǎng)微生物,在無(wú)氧條件下:發(fā)酵作用（fermentaｔｉon)

2、三羧酸循環(huán)（ｔｒiｃarboxyliｃacidｃycｌe）

●反應(yīng)部位：真核微生物（線粒體基質(zhì)）、原核微生物(細(xì)胞質(zhì)）?●反應(yīng)歷程:能量的產(chǎn)生（1５個(gè)ＡTＰ／丙酮酸)。?●TＣA循環(huán)的意義：樞紐地位，有機(jī)酸、谷氨酸發(fā)酵。

三、生物氧化中遞氫和受氫?●依據(jù)受氫體性質(zhì)不同,生物氧化分：有氧呼吸、無(wú)氧呼吸和發(fā)酵三種類型。?1、有氧呼吸（respiｒaｔiｏｎ)?●定義:呼吸鏈、最終受氫體（O2）。?●呼吸鏈（respiratoｒｙchａｉn，RC）／電子傳遞鏈(electrｏntrａnｓpｏrtchaiｎ，ＥＴC）

●氧化磷酸化機(jī)理與效率：化學(xué)滲透學(xué)說(shuō)(cｈｅmiｏsmｏｔｉchypｏｔhesis）、Ｐ/Ｏ比(molTＡP/mol氧原子）。

2、無(wú)氧呼吸（aｎaeroｂiｃreｓｐｉrａt(yī)iｏn）

●定義：最終受氫體為外源無(wú)機(jī)氧化物（個(gè)別是延胡索酸）

●類型:硝酸鹽呼吸（ｎｉtraｔｅｒｅsｐiｒａt(yī)ion)／反硝化作用(deniｔrifiｃaｔiｏｎ)?硫酸鹽呼吸（sｕlｆaterespiraｔiｏn）、延胡索酸呼吸（fuｍarａt(yī)erｅsｐiratioｎ)

碳酸鹽呼吸（caｒbaｎaterespｉration）、硫呼吸（sulｐhurrｅsｐirａt(yī)ｉon）

3、發(fā)酵（fermenｔａｔiｏn）?●定義：發(fā)酵工業(yè)、微生物生理(代謝）

●主要類型：由EＭP途徑中丙酮酸出發(fā)的發(fā)酵（6種類型）

通過(guò)HMP途徑的發(fā)酵(異型乳酸發(fā)酵，腸膜狀明患珠菌）

通過(guò)ED途徑的發(fā)酵（細(xì)菌酒精發(fā)酵)?氨基酸發(fā)酵產(chǎn)能（Sｔiｃklaｎd反應(yīng)）?●發(fā)酵中的產(chǎn)能反應(yīng):底物水平磷酸化,高能磷酸化

合物，乙酰磷酸產(chǎn)能是厭氧微生物產(chǎn)能的主要方式。

II、能量來(lái)自無(wú)機(jī)物—－化能自養(yǎng)菌的生物氧化與產(chǎn)物?１、概述?●兩類自養(yǎng)菌還原CO2所需能量和還原力的來(lái)源不同。?●化能自養(yǎng)菌還原ＣO2時(shí)ATP和［H］的來(lái)源。

●微生物生理特性及種類:多數(shù)好氧性、少數(shù)兼性厭?氧、種類有硝化細(xì)菌、硫細(xì)菌、氫細(xì)菌、鐵細(xì)菌等。

2、化能自養(yǎng)菌氧化產(chǎn)能的特點(diǎn)：?●還原性無(wú)機(jī)物氧化直接與

呼吸鏈相聯(lián)。其過(guò)程比異養(yǎng)菌(經(jīng)EMP/ＴCA等)簡(jiǎn)單。?●呼吸鏈的組分多樣化。

●主要通過(guò)電子傳遞磷酸化產(chǎn)能、少數(shù)硫桿菌（氧

化亞鐵硫桿菌)也能部分地進(jìn)行底物水平磷酸?化產(chǎn)能。產(chǎn)能效率(P／O）比異養(yǎng)菌低。?3、列舉:硝化細(xì)菌的能量代謝。?III、能量來(lái)自光能--光能自養(yǎng)菌的產(chǎn)能代謝

1、循環(huán)式光合磷酸化（cycliｃpｈotophosｐhｏrylatioｎ)?特點(diǎn)過(guò)程：

●存在：光合細(xì)菌［著色菌屬（chromatｉuｍ）、

紅螺菌屬（Ｒhoｄｏspirｉllum）、綠菌屬(Chloｒobium）等18屬]

2、非循環(huán)式光合磷酸化(ｎoncｙｃlicｐhｏtophｏsphｏrylation）?●過(guò)程:●特點(diǎn)：

●存在:綠色植物、藻類、藍(lán)細(xì)菌。

3、嗜鹽菌紫膜的光合作用?●過(guò)程：●機(jī)理（細(xì)菌視紫紅質(zhì)、質(zhì)子泵、△P、化學(xué)滲透學(xué)說(shuō)）

●存在：鹽生鹽桿菌(Halobacterｉｕmhａlｏbium），紅皮鹽桿菌（H.cuｔirubruｍ）

§2、微生物的合成代謝

●合成代謝(anaｂｏlism）/同化作用(asｓimilaton）耗能代謝（enerｇy-eｘpendedmetａbeｌism）?一、微生和的合成代謝的特點(diǎn)

●微生物合成能力很強(qiáng)、但有種屬差異。

●合成途徑多樣化比分解途徑少、主要物質(zhì)的合成途徑比較一致.

●合成代謝條件:能量、還原力、無(wú)機(jī)物或簡(jiǎn)單有機(jī)物?二、自養(yǎng)微生物的CO2固定

1、Ｃalviｎ循環(huán)(Cａlvｉｎcyｃle）

●反應(yīng)歷程:

特征酶及其所催化的反應(yīng)

●存在：化能自養(yǎng)菌、光能自養(yǎng)菌中藍(lán)細(xì)菌和絕大部分光合細(xì)菌、藻類、絕色植物。?２、厭氧乙?！o酶A途徑

●反應(yīng)歷程:?●存在:一些能利用氫的嚴(yán)格厭氧菌（產(chǎn)甲烷菌，硫酸鹽還原菌）。?3、還原性ＴCA循環(huán)途徑

●關(guān)鍵酶及催化反應(yīng)：a-酮戊二酸合成酶，催化琥珀?！狢oＡ＋ＣO２→ａ—酮戊二酸?●存在：少數(shù)光合細(xì)菌(例，嗜硫代硫酸鹽綠菌Ｃhｌｏrｏｂiｕmthｉosulfａｔｏphｉlum）。?4、三條途徑比較：厭氧ＣO２、固定CO2比好氧更為有效。

三、生物固氮（ｆixatｉoｎoｆｍｏlecｕlarnitrｏgen)?１、定義及其作用：Ｎ2還原成NH3的過(guò)程,生態(tài)平衡、土壤肥力、節(jié)約能源避免污染。

2、固氮微生物種類

●自生固氮菌：獨(dú)立進(jìn)行固氮的微生物,種類繁多（生理營(yíng)養(yǎng)類型)

●共生固氮菌:與它種生物共生才能固氮。?●聯(lián)合固氮菌：必須生活在水稻、甘蔗、玉米等植物的根際、葉面或動(dòng)物腸道等處才能固氮。?3、固氮的生化機(jī)制?●總反應(yīng)式：N2+ｂｅ+6H＋+12ＡTP—-２NＨ3＋１2AＤP+12Pi

●條件:固氮酶、能量/產(chǎn)能體系、還原力及其載體、還原底物N2、Ｍg、嚴(yán)格厭氧微環(huán)境.?●固氮酶測(cè)定方法：微量克氏定氮法、同位素法、乙炔還原法。?●固氮酶組成及其功能●固氮的生化途徑●氨的去路

４、好氧性固氮菌固氮酶的抗氧機(jī)制?●自生固氮菌：呼吸保護(hù)、構(gòu)象保護(hù)?●藍(lán)細(xì)菌：異型胞，非異胞藍(lán)細(xì)菌（時(shí)間分隔、束狀群體、過(guò)氧化物酶活力）

●根瘤菌:豆科植物共生根瘤菌(類菌體周膜、豆血經(jīng)蛋白）,非豆科植物共生根瘤菌（植物血紅蛋白、泡囊）。

四、肽聚糖的合成

●肽聚糖合成的三個(gè)階段和合成部位。?１、在細(xì)胞質(zhì)中的合成。

●由葡萄糖合成N—乙酰葡萄糖胺和N—乙酰胞壁酸?！裼蒒—乙酰胞壁酸合成“paｒk”核苷酸。

2、在細(xì)胞膜中的合成:細(xì)菌萜醇（bactoｐrend）/類脂載體、肽聚糖單體(二糖五肽亞單位)。

3、膜外組裝：引物（至少含6－８?jìng)€(gè)肽聚糖單體)、轉(zhuǎn)糖基作用（tｒans-ｇlycosyｌatiｏn）、轉(zhuǎn)肽酶(ｔｒanspeptidａｓｅ）轉(zhuǎn)肽作用.?4、某些抗生素對(duì)肽聚糖合成的抑制作用:環(huán)絲氨酸、萬(wàn)古霉素、桿菌肽、青霉素。

§３微生物的代謝調(diào)控與發(fā)酵生產(chǎn)?一、微生物的代謝調(diào)節(jié)?●酶的合成調(diào)節(jié)：誘導(dǎo)、阻遏.●酶的活力調(diào)節(jié)：激活、抑制(反饋抑制）.?二、代謝調(diào)控在發(fā)酵工業(yè)中的應(yīng)用

●應(yīng)用營(yíng)養(yǎng)缺陷型菌株解除正常的反饋調(diào)節(jié)：賴氨酸發(fā)酵、肌苷酸（IMP)的生產(chǎn)。?●應(yīng)用抗反饋調(diào)節(jié)的突變株解除反饋調(diào)節(jié)。

●控制細(xì)胞膜的滲透性：生理學(xué)手段,細(xì)胞膜缺損突變。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(diào)節(jié)?3、大分子營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的降解?§１微生物的產(chǎn)能代謝§2微生物的合成代謝§3微生物的代謝調(diào)控與發(fā)酵生產(chǎn)?Cｈap6微生物的代謝和發(fā)酵?1、新陳代謝（ｍetabolｉsm）?●概念：新陳代謝簡(jiǎn)稱代謝，包括分解代謝和合成代謝。

分解代謝(cataboｌｉsm）/異化作用(diｓsｉmｉlａｔion)/產(chǎn)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(diào)節(jié)

●聯(lián)系：十分不同、緊密聯(lián)系、伴同發(fā)生的兩個(gè)過(guò)程。

●調(diào)節(jié)：最基本方式為調(diào)節(jié)代謝流(酶活性調(diào)節(jié)和酶合成調(diào)節(jié)）.?此外,營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)運(yùn)送、酶的定位等調(diào)節(jié)。

３、大分子營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的降解

●淀粉:α-淀粉酶（芽孢桿菌屬、曲霉屬)，β—淀粉酶（多粘芽孢桿菌，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、纖維單孢菌、纖維素放線菌)。天然纖維素(c１酶）—水合非結(jié)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(zhì)：細(xì)菌（芽孢桿菌、假單胞菌）、真菌（青霉、曲霉、根霉)。

天然果膠質(zhì)（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(zhì):細(xì)菌（梭菌病、芽孢桿菌?。?、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(chǎn)物、能量

-—脂肪酸（β－氧化)乙酰COＡ——TCA循環(huán)／乙醛酸循環(huán)?●蛋白質(zhì):霉菌、細(xì)菌.?蛋白質(zhì)（蛋白質(zhì)）—-肽(肽酶)——氨基酸?●內(nèi)源代謝:貯存物質(zhì)耗盡之后，利用細(xì)胞蛋白質(zhì)和RNA作為能源。?§1．微生物的產(chǎn)能代謝

I、能量來(lái)自有機(jī)物-—化能異養(yǎng)微生物的生物氧化與產(chǎn)能?●微生物生命活動(dòng)所需的能量來(lái)源：氧化有機(jī)物(化能異養(yǎng)菌）、氧化還原態(tài)的無(wú)機(jī)物（化能自養(yǎng)菌)、來(lái)自日光輻射能（光能營(yíng)養(yǎng)菌）。?●生物氧化:定義、形式(氧結(jié)合、脫氫、失電子)、階段.

●通用能源:ＡTＰ,跨膜質(zhì)子電化學(xué)梯度

(△H）/質(zhì)子動(dòng)勢(shì)。

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(jiǎn)圖?●EＭP途徑的主要產(chǎn)物?●AＴＰ和NＡDH的生成：位置、數(shù)量，底物水平磷酸化。?●總反應(yīng)式:葡萄糖+2ＡDＰ+2NADT+２ＰI-—２丙酮酸＋2ATＰ＋２NADH+2H+

●ＥMP途徑的生理功能

2、HＭＰ途徑(ｈexosemonｏphosｐhａｔepathwaｙ)?（1）特點(diǎn):

●ＨMP途徑又稱已糖單磷酸途徑,是在單磷酸已糖基礎(chǔ)上開始降解。?●三種戊糖相互轉(zhuǎn)化。?●C4、C7(芳香族氨基酸前體)和C5（核酸前體）的生成。

●產(chǎn)生大量NADPＨ２形式的還原劑。

（2)總反應(yīng)式：6葡-6-磷酸＋１2NADP+6Ｈ２O→5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(yīng)細(xì)節(jié)?●關(guān)鍵酶及關(guān)鍵反應(yīng)

●主要產(chǎn)物（ATP、NＡDH、NADPH的生成數(shù)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(shí)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(yùn)動(dòng)發(fā)酵單胞菌等細(xì)菌.

●關(guān)鍵酶

產(chǎn)能效率:ＥMＰ（2ＡTP/葡糖）、ED（1AＴＰ/葡糖）?●還原力的產(chǎn)生:EMP

（2NADH2），ED（1NADH2＋1NＡDＰH2)、HMP（12NAＤPH２）?二、丙酮酸代謝

1、概述

●單糖經(jīng)不同途徑降解，產(chǎn)生丙酮酸和同化力［NAＤ（P）H2、ATＰ]，產(chǎn)物的去向取決不同微生物及不同培養(yǎng)條件。

●大多數(shù)好氣和兼性好氣性微生物,在有氧情況下：TCA循環(huán),電子傳遞磷酸化、呼吸作用（ｒｅspiraｔｉon）。?●一些厭氣菌和兼性好氣菌，在無(wú)氧條件下,無(wú)氧呼吸。（anaerobｉｃrespiration）?●大多數(shù)厭氣和兼性厭氣有機(jī)化能營(yíng)養(yǎng)微生物,在無(wú)氧條件下:發(fā)酵作用（feｒｍeｎｔatｉoｎ）

２、三羧酸循環(huán)(ｔrｉcarboｘyｌiｃａｃidｃycｌe)

●反應(yīng)部位:真核微生物(線粒體基質(zhì))、原核微生物(細(xì)胞質(zhì)）

●反應(yīng)歷程：能量的產(chǎn)生（1５個(gè)ATP/丙酮酸）.?●TCA循環(huán)的意義：樞紐地位,有機(jī)酸、谷氨酸發(fā)酵.?三、生物氧化中遞氫和受氫

●依據(jù)受氫體性質(zhì)不同，生物氧化分：有氧呼吸、無(wú)氧呼吸和發(fā)酵三種類型。

1、有氧呼吸(rｅspiration）?●定義:呼吸鏈、最終受氫體（Ｏ2）.

●呼吸鏈（respirａｔｏryｃhaiｎ,ＲC）/電子傳遞鏈(electrｏntranspoｒtchaｉｎ，ETC）?●氧化磷酸化機(jī)理與效率:化學(xué)滲透學(xué)說(shuō)（ｃｈeｍiosmｏtｉcｈypotheｓiｓ）、P/Ｏ比（molＴAP／mol氧原子）。?2、無(wú)氧呼吸（anaeｒobicreｓpirａt(yī)ion）?●定義：最終受氫體為外源無(wú)機(jī)氧化物（個(gè)別是延胡索酸)

●類型：硝酸鹽呼吸（ｎitｒaterespiratiｏｎ)/反硝化作用（deｎｉtｒiｆicatiｏn)

硫酸鹽呼吸(sulfaterespirａt(yī)iｏｎ)、延胡索酸呼吸（fumarａt(yī)ｅrespｉｒation）

碳酸鹽呼吸(caｒbanａt(yī)erespｉrａt(yī)iｏn）、硫呼吸(ｓuｌphｕrrｅｓpiration）?３、發(fā)酵（ｆeｒｍentatioｎ）?●定義：發(fā)酵工業(yè)、微生物生理(代謝）?●主要類型:由EMP途徑中丙酮酸出發(fā)的發(fā)酵（6種類型)?通過(guò)ＨMP途徑的發(fā)酵(異型乳酸發(fā)酵，腸膜狀明患珠菌）

通過(guò)ED途徑的發(fā)酵（細(xì)菌酒精發(fā)酵）

氨基酸發(fā)酵產(chǎn)能(Ｓtiｃkland反應(yīng))?●發(fā)酵中的產(chǎn)能反應(yīng):底物水平磷酸化，高能磷酸化

合物，乙酰磷酸產(chǎn)能是厭氧微生物產(chǎn)能的主要方式。

II、能量來(lái)自無(wú)機(jī)物—-化能自養(yǎng)菌的生物氧化與產(chǎn)物?1、概述?●兩類自養(yǎng)菌還原ＣＯ２所需能量和還原力的來(lái)源不同。

●化能自養(yǎng)菌還原CＯ２時(shí)ＡTP和［H］的來(lái)源。

●微生物生理特性及種類：多數(shù)好氧性、少數(shù)兼性厭

氧、種類有硝化細(xì)菌、硫細(xì)菌、氫細(xì)菌、鐵細(xì)菌等。

2、化能自養(yǎng)菌氧化產(chǎn)能的特點(diǎn)：?●還原性無(wú)機(jī)物氧化直接與?呼吸鏈相聯(lián)。其過(guò)程比異養(yǎng)菌(經(jīng)ＥMP/TCA等）簡(jiǎn)單。?●呼吸鏈的組分多樣化.

●主要通過(guò)電子傳遞磷酸化產(chǎn)能、少數(shù)硫桿菌（氧

化亞鐵硫桿菌)也能部分地進(jìn)行底物水平磷酸

化產(chǎn)能。產(chǎn)能效率（Ｐ／Ｏ)比異養(yǎng)菌低。?3、列舉：硝化細(xì)菌的能量代謝.

IIＩ、能量來(lái)自光能--光能自養(yǎng)菌的產(chǎn)能代謝?1、循環(huán)式光合磷酸化（ｃyｃlicphotophosｐhorｙlatｉｏn)?特點(diǎn)過(guò)程:?●存在:光合細(xì)菌［著色菌屬（chrｏmatiｕm)、

紅螺菌屬（Rhoｄospiriｌlum）、綠菌屬（Ｃhloｒoｂium）等18屬］

２、非循環(huán)式光合磷酸化（nonｃyclicphotｏｐhosｐhｏｒylation)

●過(guò)程：●特點(diǎn)：?●存在：綠色植物、藻類、藍(lán)細(xì)菌。

３、嗜鹽菌紫膜的光合作用

●過(guò)程：●機(jī)理（細(xì)菌視紫紅質(zhì)、質(zhì)子泵、△P、化學(xué)滲透學(xué)說(shuō)）

●存在：鹽生鹽桿菌（Halobacｔeｒiｕｍｈalobiｕm），紅皮鹽桿菌（H。ｃutｉｒubruｍ）?§2、微生物的合成代謝

●合成代謝（anａboliｓm）／同化作用(ａｓsｉmilaton)耗能代謝（energy-eｘpｅｎdｅdmeｔaｂelｉｓm)

一、微生和的合成代謝的特點(diǎn)?●微生物合成能力很強(qiáng)、但有種屬差異。

●合成途徑多樣化比分解途徑少、主要物質(zhì)的合成途徑比較一致。?●合成代謝條件：能量、還原力、無(wú)機(jī)物或簡(jiǎn)單有機(jī)物?二、自養(yǎng)微生物的CO２固定

1、Caｌvｉn循環(huán)（Calvincycle)

●反應(yīng)歷程：

特征酶及其所催化的反應(yīng)?●存在:化能自養(yǎng)菌、光能自養(yǎng)菌中藍(lán)細(xì)菌和絕大部分光合細(xì)菌、藻類、絕色植物。

2、厭氧乙酰-輔酶Ａ途徑?●反應(yīng)歷程：?●存在：一些能利用氫的嚴(yán)格厭氧菌（產(chǎn)甲烷菌，硫酸鹽還原菌)。?３、還原性TCＡ循環(huán)途徑?●關(guān)鍵酶及催化反應(yīng):a-酮戊二酸合成酶，催化琥珀酰-ＣoA+CO２→a-酮戊二酸

●存在：少數(shù)光合細(xì)菌（例,嗜硫代硫酸鹽綠菌Chloｒｏｂｉuｍthｉｏsｕlfatoｐｈｉlum)。?4、三條途徑比較:厭氧ＣO２、固定ＣO2比好氧更為有效。

三、生物固氮（fiｘatｉｏnｏfmｏｌecuｌarnｉtrｏｇｅｎ)?1、定義及其作用:N2還原成NＨ3的過(guò)程,生態(tài)平衡、土壤肥力、節(jié)約能源避免污染。?2、固氮微生物種類

●自生固氮菌：獨(dú)立進(jìn)行固氮的微生物,種類繁多（生理營(yíng)養(yǎng)類型)

●共生固氮菌:與它種生物共生才能固氮。

●聯(lián)合固氮菌：必須生活在水稻、甘蔗、玉米等植物的根際、葉面或動(dòng)物腸道等處才能固氮.

3、固氮的生化機(jī)制?●總反應(yīng)式：N2+be＋6H++１2ATP——２ＮH３+12ADＰ＋１2Pｉ?●條件:固氮酶、能量/產(chǎn)能體系、還原力及其載體、還原底物N2、Mｇ、嚴(yán)格厭氧微環(huán)境。?●固氮酶測(cè)定方法:微量克氏定氮法、同位素法、乙炔還原法。

●固氮酶組成及其功能●固氮的生化途徑●氨的去路?4、好氧性固氮菌固氮酶的抗氧機(jī)制?●自生固氮菌:呼吸保護(hù)、構(gòu)象保護(hù)?●藍(lán)細(xì)菌：異型胞,非異胞藍(lán)細(xì)菌（時(shí)間分隔、束狀群體、過(guò)氧化物酶活力）

●根瘤菌：豆科植物共生根瘤菌（類菌體周膜、豆血經(jīng)蛋白),非豆科植物共生根瘤菌（植物血紅蛋白、泡囊）。

四、肽聚糖的合成?●肽聚糖合成的三個(gè)階段和合成部位.?1、在細(xì)胞質(zhì)中的合成。?●由葡萄糖合成N-乙酰葡萄糖胺和Ｎ—乙酰胞壁酸.●由Ｎ－乙酰胞壁酸合成“park”核苷酸。

２、在細(xì)胞膜中的合成:細(xì)菌萜醇(ｂactｏpｒend)/類脂載體、肽聚糖單體（二糖五肽亞單位)。?３、膜外組裝:引物(至少含6-８?jìng)€(gè)肽聚糖單體)、轉(zhuǎn)糖基作用（trans-ｇｌycosｙlation）、轉(zhuǎn)肽酶（tｒanspｅptidasｅ）轉(zhuǎn)肽作用.

４、某些抗生素對(duì)肽聚糖合成的抑制作用：環(huán)絲氨酸、萬(wàn)古霉素、桿菌肽、青霉素。

§3微生物的代謝調(diào)控與發(fā)酵生產(chǎn)

一、微生物的代謝調(diào)節(jié)

●酶的合成調(diào)節(jié)：誘導(dǎo)、阻遏。●酶的活力調(diào)節(jié):激活、抑制（反饋抑制）。?二、代謝調(diào)控在發(fā)酵工業(yè)中的應(yīng)用?●應(yīng)用營(yíng)養(yǎng)缺陷型菌株解除正常的反饋調(diào)節(jié)：賴氨酸發(fā)酵、肌苷酸(IMＰ）的生產(chǎn)。

●應(yīng)用抗反饋調(diào)節(jié)的突變株解除反饋調(diào)節(jié)。

●控制細(xì)胞膜的滲透性：生理學(xué)手段,細(xì)胞膜缺損突變。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(diào)節(jié)

3、大分子營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的降解?§1微生物的產(chǎn)能代謝§2微生物的合成代謝§3微生物的代謝調(diào)控與發(fā)酵生產(chǎn)?Ｃhａp６微生物的代謝和發(fā)酵

1、新陳代謝（ｍeｔａboliｓm)?●概念:新陳代謝簡(jiǎn)稱代謝，包括分解代謝和合成代謝。

分解代謝(ｃaｔaboｌism）/異化作用(ｄｉsｓimｉｌａt(yī)ion）／產(chǎn)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(diào)節(jié)

●聯(lián)系：十分不同、緊密聯(lián)系、伴同發(fā)生的兩個(gè)過(guò)程.?●調(diào)節(jié)：最基本方式為調(diào)節(jié)代謝流（酶活性調(diào)節(jié)和酶合成調(diào)節(jié)）。

此外,營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)運(yùn)送、酶的定位等調(diào)節(jié).?3、大分子營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的降解

●淀粉:α—淀粉酶（芽孢桿菌屬、曲霉屬),β—淀粉酶(多粘芽孢桿菌,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、纖維單孢菌、纖維素放線菌）.天然纖維素（c1酶)—水合非結(jié)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(zhì)：細(xì)菌（芽孢桿菌、假單胞菌）、真菌（青霉、曲霉、根霉）。?天然果膠質(zhì)（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(zhì)：細(xì)菌（梭菌病、芽孢桿菌?。?、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(chǎn)物、能量

——脂肪酸（β—氧化)乙酰COA——TＣA循環(huán)/乙醛酸循環(huán)

●蛋白質(zhì):霉菌、細(xì)菌。

蛋白質(zhì)（蛋白質(zhì))--肽(肽酶)-—氨基酸

●內(nèi)源代謝：貯存物質(zhì)耗盡之后,利用細(xì)胞蛋白質(zhì)和RNＡ作為能源。

§1。微生物的產(chǎn)能代謝

Ｉ、能量來(lái)自有機(jī)物--化能異養(yǎng)微生物的生物氧化與產(chǎn)能

●微生物生命活動(dòng)所需的能量來(lái)源：氧化有機(jī)物（化能異養(yǎng)菌)、氧化還原態(tài)的無(wú)機(jī)物（化能自養(yǎng)菌)、來(lái)自日光輻射能（光能營(yíng)養(yǎng)菌）。?●生物氧化：定義、形式（氧結(jié)合、脫氫、失電子）、階段.?●通用能源:ATP,跨膜質(zhì)子電化學(xué)梯度

（△H)/質(zhì)子動(dòng)勢(shì)。?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(jiǎn)圖?●EMP途徑的主要產(chǎn)物?●AＴP和NＡＤH的生成：位置、數(shù)量，底物水平磷酸化。?●總反應(yīng)式：葡萄糖＋２ADP＋2NADT+2ＰＩ－－2丙酮酸+２ＡＴP+２NADH+2H+

●EMP途徑的生理功能?2、HMＰ途徑(hexｏsemoｎophosphatepaｔhwａｙ）

（１）特點(diǎn):

●HＭP途徑又稱已糖單磷酸途徑,是在單磷酸已糖基礎(chǔ)上開始降解。

●三種戊糖相互轉(zhuǎn)化.

●C4、C７（芳香族氨基酸前體)和Ｃ5（核酸前體）的生成。

●產(chǎn)生大量NＡDＰH2形式的還原劑.

(２）總反應(yīng)式：6葡－6－磷酸+１2ＮADＰ+6H２Ｏ→５葡糖-6磷酸+１2ＮＡDPＨ+１2H+12CO2+ｐｉ

（3)ＨＭP途徑的生理功能

3、ＥD途徑(Eｎter－Ｄoｕdorｏfｆpａt(yī)hｗａy）?●反應(yīng)細(xì)節(jié)

●關(guān)鍵酶及關(guān)鍵反應(yīng)

●主要產(chǎn)物（ATP、NADH、NADPＨ的生成數(shù)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(shí)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(yùn)動(dòng)發(fā)酵單胞菌等細(xì)菌。

●關(guān)鍵酶?產(chǎn)能效率：EＭP(2ATP／葡糖）、ＥD(１ＡTP/葡糖）?●還原力的產(chǎn)生：EMP?(2NADH2），EＤ(1NADH2＋1NADＰH2）、HＭＰ（12ＮADPH２）

二、丙酮酸代謝?1、概述

●單糖經(jīng)不同途徑降解,產(chǎn)生丙酮酸和同化力[ＮＡD(Ｐ）Ｈ2、AＴＰ]，產(chǎn)物的去向取決不同微生物及不同培養(yǎng)條件。?●大多數(shù)好氣和兼性好氣性微生物,在有氧情況下：TCA循環(huán)，電子傳遞磷酸化、呼吸作用（respiratiｏｎ)。

●一些厭氣菌和兼性好氣菌，在無(wú)氧條件下，無(wú)氧呼吸。(ａｎaeｒobicresｐｉrａt(yī)ｉon）

●大多數(shù)厭氣和兼性厭氣有機(jī)化能營(yíng)養(yǎng)微生物，在無(wú)氧條件下:發(fā)酵作用（ｆermeｎtａt(yī)ｉon)

2、三羧酸循環(huán)（trｉcａrboｘylicacidcycle)?●反應(yīng)部位:真核微生物(線粒體基質(zhì))、原核微生物(細(xì)胞質(zhì))

●反應(yīng)歷程:能量的產(chǎn)生（1５個(gè)ＡTP/丙酮酸）.

●TCA循環(huán)的意義:樞紐地位，有機(jī)酸、谷氨酸發(fā)酵。?三、生物氧化中遞氫和受氫?●依據(jù)受氫體性質(zhì)不同，生物氧化分:有氧呼吸、無(wú)氧呼吸和發(fā)酵三種類型.?1、有氧呼吸（respiｒatｉon）

●定義:呼吸鏈、最終受氫體(Ｏ2)。?●呼吸鏈（reｓpｉｒatｏryｃｈain，ＲC）／電子傳遞鏈（eｌeｃtrontｒaｎsportchａin,ETC）?●氧化磷酸化機(jī)理與效率:化學(xué)滲透學(xué)說(shuō)（cｈemioｓmoｔichｙｐｏtheｓｉs）、P/O比（molTＡP/ｍol氧原子）。

2、無(wú)氧呼吸（ａnaerobiｃｒｅspirａｔion)?●定義：最終受氫體為外源無(wú)機(jī)氧化物(個(gè)別是延胡索酸)?●類型:硝酸鹽呼吸（ｎitratｅreｓｐiraｔioｎ)/反硝化作用(dｅniｔｒｉficaｔion）?硫酸鹽呼吸(sｕlfａt(yī)ｅrespiration)、延胡索酸呼吸（fumaratｅreｓpiration）

碳酸鹽呼吸（ｃａｒｂａnaterespiｒation）、硫呼吸（sulpｈurrｅｓpirａt(yī)iｏn）?3、發(fā)酵(fermentaｔion）

●定義：發(fā)酵工業(yè)、微生物生理（代謝)

●主要類型:由EＭP途徑中丙酮酸出發(fā)的發(fā)酵（6種類型）

通過(guò)HＭＰ途徑的發(fā)酵(異型乳酸發(fā)酵,腸膜狀明患珠菌）

通過(guò)ED途徑的發(fā)酵(細(xì)菌酒精發(fā)酵）?氨基酸發(fā)酵產(chǎn)能（Stickland反應(yīng))

●發(fā)酵中的產(chǎn)能反應(yīng):底物水平磷酸化，高能磷酸化

合物，乙酰磷酸產(chǎn)能是厭氧微生物產(chǎn)能的主要方式。?II、能量來(lái)自無(wú)機(jī)物-—化能自養(yǎng)菌的生物氧化與產(chǎn)物

1、概述?●兩類自養(yǎng)菌還原CO2所需能量和還原力的來(lái)源不同。?●化能自養(yǎng)菌還原CO2時(shí)ＡTP和[H］的來(lái)源.?●微生物生理特性及種類:多數(shù)好氧性、少數(shù)兼性厭?氧、種類有硝化細(xì)菌、硫細(xì)菌、氫細(xì)菌、鐵細(xì)菌等。

2、化能自養(yǎng)菌氧化產(chǎn)能的特點(diǎn)：?●還原性無(wú)機(jī)物氧化直接與

呼吸鏈相聯(lián)。其過(guò)程比異養(yǎng)菌（經(jīng)EMP/TＣA等)簡(jiǎn)單.

●呼吸鏈的組分多樣化。?●主要通過(guò)電子傳遞磷酸化產(chǎn)能、少數(shù)硫桿菌(氧

化亞鐵硫桿菌）也能部分地進(jìn)行底物水平磷酸

化產(chǎn)能.產(chǎn)能效率（P/O)比異養(yǎng)菌低。

3、列舉:硝化細(xì)菌的能量代謝。

ＩIＩ、能量來(lái)自光能—－光能自養(yǎng)菌的產(chǎn)能代謝?１、循環(huán)式光合磷酸化（cｙｃliｃphoｔophosphorylａt(yī)iｏn）?特點(diǎn)過(guò)程：?●存在：光合細(xì)菌［著色菌屬（chromatium）、

紅螺菌屬（Rhｏdospirillum)、綠菌屬（Chlorobiuｍ)等18屬]

2、非循環(huán)式光合磷酸化（nｏｎcyclicphoｔｏｐhosphorｙlaｔiｏｎ）?●過(guò)程:●特點(diǎn)：?●存在：綠色植物、藻類、藍(lán)細(xì)菌。

３、嗜鹽菌紫膜的光合作用?●過(guò)程:●機(jī)理(細(xì)菌視紫紅質(zhì)、質(zhì)子泵、△P、化學(xué)滲透學(xué)說(shuō)）

●存在：鹽生鹽桿菌(Ｈaｌoｂａcteriumｈalｏｂium），紅皮鹽桿菌（H。cｕｔｉrubrum）?§2、微生物的合成代謝?●合成代謝（anabｏlism）／同化作用（ａsｓimilaton）耗能代謝（enｅrgy—expeｎdｅｄmｅｔabeliｓm)?一、微生和的合成代謝的特點(diǎn)?●微生物合成能力很強(qiáng)、但有種屬差異。

●合成途徑多樣化比分解途徑少、主要物質(zhì)的合成途徑比較一致。?●合成代謝條件:能量、還原力、無(wú)機(jī)物或簡(jiǎn)單有機(jī)物

二、自養(yǎng)微生物的CO2固定?1、Calvin循環(huán)（Ｃalvincycle)

●反應(yīng)歷程：

特征酶及其所催化的反應(yīng)

●存在：化能自養(yǎng)菌、光能自養(yǎng)菌中藍(lán)細(xì)菌和絕大部分光合細(xì)菌、藻類、絕色植物.

2、厭氧乙酰-輔酶A途徑

●反應(yīng)歷程:?●存在：一些能利用氫的嚴(yán)格厭氧菌（產(chǎn)甲烷菌，硫酸鹽還原菌）。

3、還原性TCA循環(huán)途徑

●關(guān)鍵酶及催化反應(yīng)：a-酮戊二酸合成酶，催化琥珀酰-CｏA+CO２→a—酮戊二酸?●存在：少數(shù)光合細(xì)菌(例，嗜硫代硫酸鹽綠菌Chloｒobｉｕｍtｈioｓulfaｔopｈiluｍ）。?4、三條途徑比較：厭氧ＣO2、固定CO2比好氧更為有效。?三、生物固氮（fｉxatｉonoｆmolecularnｉtroｇeｎ)?1、定義及其作用:N2還原成NH3的過(guò)程,生態(tài)平衡、土壤肥力、節(jié)約能源避免污染.?2、固氮微生物種類

●自生固氮菌：獨(dú)立進(jìn)行固氮的微生物，種類繁多（生理營(yíng)養(yǎng)類型）

●共生固氮菌：與它種生物共生才能固氮。

●聯(lián)合固氮菌:必須生活在水稻、甘蔗、玉米等植物的根際、葉面或動(dòng)物腸道等處才能固氮。

３、固氮的生化機(jī)制?●總反應(yīng)式:N２＋be＋６H++１2ATＰ—-2NH3+1２ADP＋12Pi?●條件：固氮酶、能量/產(chǎn)能體系、還原力及其載體、還原底物N2、Mｇ、嚴(yán)格厭氧微環(huán)境。

●固氮酶測(cè)定方法：微量克氏定氮法、同位素法、乙炔還原法。?●固氮酶組成及其功能●固氮的生化途徑●氨的去路

4、好氧性固氮菌固氮酶的抗氧機(jī)制

●自生固氮菌:呼吸保護(hù)、構(gòu)象保護(hù)?●藍(lán)細(xì)菌：異型胞,非異胞藍(lán)細(xì)菌(時(shí)間分隔、束狀群體、過(guò)氧化物酶活力）

●根瘤菌：豆科植物共生根瘤菌(類菌體周膜、豆血經(jīng)蛋白），非豆科植物共生根瘤菌（植物血紅蛋白、泡囊)。?四、肽聚糖的合成?●肽聚糖合成的三個(gè)階段和合成部位。?1、在細(xì)胞質(zhì)中的合成.?●由葡萄糖合成Ｎ-乙酰葡萄糖胺和N-乙酰胞壁酸?！裼蒒-乙酰胞壁酸合成“park”核苷酸。

2、在細(xì)胞膜中的合成：細(xì)菌萜醇(ｂａctｏｐrｅnd)/類脂載體、肽聚糖單體(二糖五肽亞單位）。?3、膜外組裝:引物（至少含６－8個(gè)肽聚糖單體）、轉(zhuǎn)糖基作用(trans-glyｃｏsyｌatiｏn)、轉(zhuǎn)肽酶（tranｓpeｐtidasｅ）轉(zhuǎn)肽作用。?4、某些抗生素對(duì)肽聚糖合成的抑制作用：環(huán)絲氨酸、萬(wàn)古霉素、桿菌肽、青霉素。

§3微生物的代謝調(diào)控與發(fā)酵生產(chǎn)?一、微生物的代謝調(diào)節(jié)

●酶的合成調(diào)節(jié)：誘導(dǎo)、阻遏。●酶的活力調(diào)節(jié)：激活、抑制（反饋抑制)。

二、代謝調(diào)控在發(fā)酵工業(yè)中的應(yīng)用?●應(yīng)用營(yíng)養(yǎng)缺陷型菌株解除正常的反饋調(diào)節(jié):賴氨酸發(fā)酵、肌苷酸（IMP）的生產(chǎn)。

●應(yīng)用抗反饋調(diào)節(jié)的突變株解除反饋調(diào)節(jié)。?●控制細(xì)胞膜的滲透性：生理學(xué)手段，細(xì)胞膜缺損突變.Chａｐ．7微生物的生長(zhǎng)與控制?概念：?●個(gè)體生長(zhǎng):細(xì)胞原生質(zhì)總量的增加。

●繁殖：微生物生長(zhǎng)而產(chǎn)生新的子代。

●生長(zhǎng)(群體生長(zhǎng)）:微生物群體數(shù)量和重量的增加。?§。1測(cè)定生長(zhǎng)繁殖的方法

一、研究M生長(zhǎng)繁殖的意義：

１、生長(zhǎng)繁殖是Ｍ和外界環(huán)境因素相互作用的綜合反映,生長(zhǎng)繁殖情況可作為Ｍ生理、生化和遺傳研究的重要指標(biāo)。?2、生產(chǎn)實(shí)踐：Ｍ的應(yīng)用（菌體~酵母／產(chǎn)物合成）、致病菌／霉腐

二、測(cè)定生長(zhǎng)繁殖的方法?測(cè)定方法主要有兩類-－測(cè)生長(zhǎng)量和計(jì)繁殖數(shù)

(一）測(cè)生長(zhǎng)量：適用一切Ｍ?1。測(cè)體積2.稱干重3。間接法：比濁法、生理指標(biāo)法(測(cè)含Ｎ,/Ｃ,/P/ＤNA等)

二）計(jì)繁殖數(shù)：（適用:單細(xì)胞Ｍ／絲狀M的孢子）

1、直接法：血球計(jì)數(shù)板法2、間接法:(活菌計(jì)數(shù)法)?●平板菌落計(jì)數(shù)法（計(jì)算cｆu)●最大可能數(shù)量法（MPN法)

§２、微生物的生長(zhǎng)規(guī)律?一、細(xì)菌的同步生長(zhǎng)與同步培養(yǎng)

1、同步生長(zhǎng)：群體中所有的個(gè)體細(xì)胞處于同樣的細(xì)胞生長(zhǎng)和分裂周期的狀態(tài).

2、同步培養(yǎng)：細(xì)胞群體中每個(gè)個(gè)體都處于同步生長(zhǎng)狀態(tài)的培養(yǎng)方法.４、同步培養(yǎng)方法?①誘導(dǎo)法：變換溫度、光脈沖、營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)

②選擇法：Heｌmsｔetter—cumｍings的膜洗脫技術(shù)

③同步培養(yǎng)方法的選擇視M種類和研究目的：

a.生理學(xué)研究中，選擇法優(yōu)于誘導(dǎo)法。?b.誘導(dǎo)法，常用來(lái)研究DNA復(fù)制和細(xì)胞分裂機(jī)制等.?二、典型生長(zhǎng)曲線(gｒowthcurve）

定義:描述單細(xì)胞M群體規(guī)律性生長(zhǎng)的曲線。

1．延滯期(Lagｐhaｓe）?特點(diǎn)：生長(zhǎng)速率為0，細(xì)胞數(shù)目不增加,但個(gè)體產(chǎn)生變化。

縮短縮短延滯期的措施:

①取對(duì)數(shù)期接種齡的種子接種.?②加大接種量,縮短延滯期（１0%接種量）

③接種到營(yíng)養(yǎng)豐富的天然培養(yǎng)基(種子／發(fā)酵培養(yǎng)基成分盡量相近)。

2．指數(shù)期/對(duì)數(shù)期

特點(diǎn):●對(duì)數(shù)期Ｍ的應(yīng)用：

①作為代謝、生理研究的良好材料。②增殖噬菌