微生物學(xué)基礎(chǔ)第二版1-9單元教材配套課件完整版電子教案

微生物學(xué)基礎(chǔ)（第二版）403頁完整版課件內(nèi)容可修改PPT學(xué)習(xí)目標(biāo)了解微生物的分類、命名及生物學(xué)地位理解微生物學(xué)的概念、研究內(nèi)容及發(fā)展概況。掌握微生物的概念、類群及特點(diǎn)。主要內(nèi)容一、微生物概述二、微生物學(xué)概述三、微生物的分類與命名

四、微生物在生物界的地位（一）微生物的概念及其類群

1．微生物的概念微生物不是分類學(xué)上的名詞，是一切個體微小（<0.1mm）、構(gòu)造簡單的微小生物的總稱。2．包括的類群包括屬于原核類的細(xì)菌（真細(xì)菌和古細(xì)菌）、放線菌、藍(lán)細(xì)菌（舊稱“藍(lán)綠藻”或“藍(lán)藻”）、枝原體（又稱支原體）、立克次氏體和衣原體；屬于真核類的真菌（酵母菌、霉菌及蕈

菌）、原生動物和顯微藻類；以及屬于非細(xì)胞類的病毒和亞病毒（類病毒、擬病毒和朊病毒）。（二）微生物的特點(diǎn)1．個體小，作用大微生物個體非常微小，度量其大小的單位是微米（μm），甚至是納米（nm）。分布廣，種類多微生物的分布非常廣泛，地球上除了火山中心區(qū)域外，從土壤圈、水圈、大氣圈到巖石圈，到處都有微生物的蹤跡。微生物的種類繁多主要體現(xiàn)在：種數(shù)多樣代謝類型多樣代謝產(chǎn)物多樣遺傳基因多樣代謝旺，繁殖快比表面積大，有利于微生物吸收營養(yǎng)和排泄代謝產(chǎn)物，因此代謝作用旺盛。微生物的繁殖速度非常快。大腸桿菌在合適的條件下，每12.5~20min就可分裂一次。適應(yīng)強(qiáng)，易變異微生物對外界環(huán)境條件具有很強(qiáng)的適應(yīng)能力，能耐高（低）溫、耐酸堿、耐毒物、抗高壓、抗輻射、抗高鹽等，因?yàn)槲⑸镌谶M(jìn)化過程中產(chǎn)生了許多靈活的代謝調(diào)控機(jī)制，產(chǎn)生了多種誘導(dǎo)酶；微生物在菌體外產(chǎn)生保護(hù)層，或形成休眠體。微生物結(jié)構(gòu)簡單，缺乏免疫監(jiān)控系統(tǒng)，加之它們繁殖快、數(shù)量多且與外界環(huán)境直接接觸，因此易變異，自發(fā)突變頻率一般為10-5~10-10。在生產(chǎn)實(shí)踐中，人們常利用這個特性來保藏菌種和誘變育種。（一）微生物學(xué)及其分科微生物學(xué)是一門研究微生物的形態(tài)構(gòu)造、營養(yǎng)特點(diǎn)、生理生態(tài)、遺傳變異、生態(tài)分布和分類進(jìn)化等生命活動基本規(guī)律，并將其應(yīng)用于工業(yè)發(fā)酵、醫(yī)藥衛(wèi)生、生物工程和環(huán)境保護(hù)等實(shí)踐領(lǐng)域的科學(xué)。研究微生物的目的在于發(fā)掘、利用、改善和保護(hù)有益微生物，控制、消滅或改造有害微生物，更好地服務(wù)于人類。微生物學(xué)分化形成了很多分支學(xué)科：按研究對象分為細(xì)菌學(xué)、真菌學(xué)、病毒學(xué)、菌物學(xué)等；按應(yīng)用領(lǐng)域分為工業(yè)微生物學(xué)、農(nóng)業(yè)微生物學(xué)、醫(yī)學(xué)微生物學(xué)、藥用微生物學(xué)、獸醫(yī)微生物學(xué)、食品微生物學(xué)等；按生命活動規(guī)律分為微生物生理學(xué)、微生物生物化學(xué)、微生物遺傳學(xué)、微生物生態(tài)學(xué)、

分子微生物學(xué)、微生物分類學(xué)、細(xì)胞微生物學(xué)、微生物基因組學(xué)等。（二）微生物學(xué)發(fā)展簡史微生物學(xué)的形成與發(fā)展過程，可分為四個時期：1．感性認(rèn)識時期這個時期未發(fā)現(xiàn)微生物個體，但人類已在不自覺的應(yīng)用微生物進(jìn)行釀酒、發(fā)面、釀醋、制醬、漚肥、輪作、治病等活動。2．形態(tài)學(xué)時期這個時期第一次發(fā)現(xiàn)了微生物個體并對微生物進(jìn)行形態(tài)描述。列文虎克是微生物學(xué)先驅(qū)者。自制了世界上第一臺顯微鏡，放大倍數(shù)為50~300倍。他觀察到了一些細(xì)菌和原生動物，稱為“微動體”，首次揭示了微生物世界；一生發(fā)表論文約400篇。由于他的偉大貢獻(xiàn)，

1680年當(dāng)選為英國皇家學(xué)會會員。3．生理學(xué)時期這個時期開始創(chuàng)立微生物學(xué)。巴斯德是微生物學(xué)的奠基人。其主要貢獻(xiàn)：①徹底否定了“自然發(fā)生”學(xué)說；②證實(shí)了酒精發(fā)酵由酵母菌引起，還發(fā)現(xiàn)了乳酸發(fā)酵、醋酸發(fā)酵、丁酸發(fā)酵等都由不同細(xì)菌引起，為研究微生物的生理生化奠定了基礎(chǔ)；③將病原菌減毒，成功研制了疫苗。巴斯德發(fā)明了接種減毒病原菌來預(yù)防雞霍亂病以及牛、羊炭疽病，并制成狂犬病疫苗；④發(fā)明了巴氏消毒法；解決了當(dāng)時法國葡萄酒變質(zhì)和家蠶軟化病等生產(chǎn)上的難題。曲頸瓶實(shí)驗(yàn)3．生理學(xué)時期柯赫是細(xì)菌學(xué)的奠基人。在病原菌的研究、細(xì)菌的分離培養(yǎng)等方面作出了杰出貢獻(xiàn)：①發(fā)明了固體培養(yǎng)基，并建立了利用固體培養(yǎng)基分離純化微生物的技術(shù)。②分離到許多微生物，如炭疽桿菌、結(jié)核分支桿菌、鏈球菌、霍亂弧菌等。③提出了有名的柯赫法則，即證明某種微生物為某種疾病病原體所必須具備的條件，這一法則至今仍指導(dǎo)動、植物病原菌的鑒定。④創(chuàng)立了許多顯微鏡技術(shù)，如細(xì)菌鞭毛染色法、懸滴培養(yǎng)法、顯微攝影技術(shù)等。布赫納是生物化學(xué)的奠基人。1897年用酵母菌無細(xì)胞壓榨汁將葡萄糖進(jìn)行酒精發(fā)酵取得成功，發(fā)現(xiàn)了微生物酶的作用，從此將微生物學(xué)推進(jìn)到了生化研究的階段。4．分子生物學(xué)時期J.D.Watson和H.F.C.Crick是分子生物學(xué)奠基人，建立了DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。本時期的特點(diǎn)：廣泛運(yùn)用分子生物學(xué)理論和現(xiàn)代研究方法，深刻揭示微生物的各種生命活動規(guī)律；微生物的分支學(xué)科飛速發(fā)展；以基因工程為主導(dǎo)，把傳統(tǒng)的工業(yè)發(fā)酵提高到發(fā)酵工程新水平；微生物基因組的研究促進(jìn)了生物信息學(xué)時代的到來。1．微生物的分類微生物的分類，有界、門、綱、目、科、屬、種等七級分類單位。有時在兩個主要分類單位之間，還可加上次級分類單位，如“亞門”、“亞綱”、“亞目”、“亞科”、“亞

屬”、“亞種”等，在科與屬之間有時可加“族”一級。微生物的“種”，是一大群表型特征高度相似、親緣關(guān)系極其接近、與同屬內(nèi)的其他物種有著明顯差異的菌株的總稱。種是分類的最小單位。在種以下還可用亞種、型和菌株等。亞種在一個種內(nèi)，根據(jù)少數(shù)幾個穩(wěn)定的變異特征或遺傳性狀區(qū)分成小群，一個種分成的兩個或多個小群，稱為亞種，如金黃色葡萄球菌厭氧亞種。型曾用作菌株的同義詞，現(xiàn)僅作若干變異型的后綴，如生物變異型、形態(tài)變異型、致病變異型、噬菌變異型、血清變異型等。菌株菌株又稱品系。表示任何由一個獨(dú)立分離的單細(xì)胞（或單個病毒粒）繁殖而成的純遺傳型群體及其一切后代。因此，一種微生物的每一個不同來源的純培養(yǎng)物或純分離物均可稱為某菌種的一個菌株。菌株常用字母、編號、地址和或其他符號來表示，如生產(chǎn)淀粉酶的枯草芽孢桿菌BF

7658，生產(chǎn)蛋白酶的棲土曲霉3.942等。2．微生物的命名微生物的命名采用雙名法，由屬名和種名組成，用斜體表示。屬名在前，第一個字母大寫。種名在后，全部字母小寫。學(xué)名后還附上首次命名者的名字和命名年份，用正體字表示。如金黃色葡萄球菌Staphylococcus

aureus

Rosenbach

1884，蠟狀芽孢桿菌Bacillus

cereus

Frankland

et

Frankland

1887。一般，后面的正體字部分可以省略。18世紀(jì)中葉，生物分成兩大界，即動物界和植物界。近代提出三界、四界、五界、六界生物分類系統(tǒng)。我國微生物學(xué)家王大耜提出的六界分類系統(tǒng)，包括病毒界、原核生物界、真核原生生物界、真菌界、動物界和植物界。20世紀(jì)70年代后期，提出生命三域?qū)W說。1990年把三域改為古生菌、細(xì)菌和真核生物。除動物和植物以外，其他絕大多數(shù)生物都屬于微生物的范疇。由此可見，微生物在生物界中占據(jù)非常重要的地位。1．什么是微生物？微生物有哪些主要類群？微生物有哪些特點(diǎn)？請舉例說明。簡述生物界的六界分類系統(tǒng)。微生物學(xué)發(fā)展史分為哪幾個時期？各個時期的代表人物和特點(diǎn)是什么？我國人民在微生物學(xué)發(fā)展史上占有什么地位？名詞解釋：亞種、型、菌株、分辨率、工作距離。試討論微生物的多樣性。為什么稱列文虎克為“微生物學(xué)先驅(qū)者”，巴斯德為“微生物學(xué)奠基人”，柯赫為“細(xì)菌學(xué)奠基人”？舉例說明微生物在推動生命科學(xué)基礎(chǔ)理論研究中的貢獻(xiàn)。學(xué)習(xí)目標(biāo)了解常見細(xì)菌、酵母菌、霉菌、病毒、放線菌及其他微生物。理解細(xì)菌、酵母菌、霉菌、病毒、放線菌的繁殖過程。掌握細(xì)菌、酵母菌、霉菌、病毒、放線菌的形態(tài)與結(jié)構(gòu)，細(xì)菌、酵母菌和霉菌的形態(tài)觀察方法，微生物細(xì)胞大小和數(shù)目的測定技術(shù)。微生物可分為：無細(xì)胞結(jié)構(gòu)真病毒、亞病毒；具有原核細(xì)胞結(jié)構(gòu)的真細(xì)菌

（細(xì)菌、放線菌、藍(lán)細(xì)菌、立克次氏體、支原體、衣原體）、古細(xì)菌；具有真核細(xì)胞結(jié)構(gòu)的真菌（酵母菌、霉菌）、單細(xì)胞藻類、原生動物等。原核細(xì)胞和真核細(xì)胞的區(qū)別原核細(xì)胞真核細(xì)胞細(xì)胞核有明顯核區(qū)，無核膜、核仁有核膜，核仁細(xì)胞器無線粒體，能量代謝和許多物質(zhì)代謝在質(zhì)膜上進(jìn)行有線粒體，能量代謝和許多合成代謝在線粒體中進(jìn)行核糖體分布在細(xì)胞質(zhì)中，沉降系數(shù)為70S分布在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上，沉降系數(shù)為80S主要內(nèi)容一、細(xì)菌的形態(tài)與大小二、細(xì)菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)三、細(xì)菌的繁殖四、細(xì)菌的培養(yǎng)特征細(xì)菌是單細(xì)胞原核微生物，個體微小，形態(tài)簡單，以二等分裂方式繁殖。在自然界中，細(xì)菌分布最廣、數(shù)量最多。不同細(xì)菌的形態(tài)可以說是千差萬別，豐富多彩，但就單個有機(jī)體而言，其基本形態(tài)可分為球狀、桿狀與螺旋狀三種。除了球菌、桿菌、螺旋菌三種基本形態(tài)外，還有許多具有其他形態(tài)的細(xì)菌。（一）

細(xì)菌的形態(tài)細(xì)菌的三種基本形態(tài):球狀、桿狀和螺旋狀1、球菌菌體呈球形或近似球形,以典型的二分裂殖方式繁殖,分裂后產(chǎn)生的新細(xì)胞常保持一定的空間排列方式。根據(jù)細(xì)胞分裂的方向及分裂后的各子細(xì)胞的空間排列狀態(tài)不同,可將球菌分為以下幾種:單球菌、雙球菌、鏈球菌、四聯(lián)球菌、八疊球菌、葡萄球菌等。單球菌雙球菌分裂后的細(xì)胞分散而單獨(dú)存在的球菌。分裂后兩個球菌成對排列的為雙球菌。(3)四聯(lián)球菌 分裂是沿兩個相垂直的平面進(jìn)行分裂，分裂后每四個細(xì)胞在一起呈田字形。(4)八疊球菌 按三個互相垂直的平面進(jìn)行分裂后，每八個球菌在一起成立方體形。分裂是沿一個平面進(jìn)行，分裂后細(xì)胞排列成鏈狀。分裂面不規(guī)則，多個球菌聚在一起，像一串串(5)鏈球菌

(6)葡萄球菌葡萄。2、桿菌桿菌是細(xì)菌中種類最多的類型,因菌種不同,菌體細(xì)胞的長短、粗細(xì)等都有所差異。桿菌的形態(tài)：短桿狀、長桿狀、棒桿狀、梭狀、梭桿狀、月亮狀、分枝狀、竹節(jié)狀等；按桿菌細(xì)胞的排列方式則有鏈狀、柵狀、“八”字狀以及有鞘衣的絲狀等。一般情況下,同一種桿菌的寬度比較穩(wěn)定,但它的長度經(jīng)常隨培養(yǎng)時間、培養(yǎng)條件的不同而有較大的變化。3、螺旋菌螺旋狀的細(xì)菌稱為螺旋菌。根據(jù)其彎曲情況分為：弧菌：螺旋不滿一圈，菌體呈弧形或逗號形螺旋菌：螺旋滿2～6環(huán)，螺旋狀螺旋體：旋轉(zhuǎn)周數(shù)在6環(huán)以上，菌體柔軟。（二）細(xì)菌的大小細(xì)菌大小的測定：(1)測量：測微尺(2)長度單位：微米(μm)(3)表示：球菌：直徑

桿菌：寬×長螺菌：寬、長、螺距

基本結(jié)構(gòu)包括：

細(xì)胞壁、細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、核區(qū)、間體、核糖體、氣泡和儲藏物。特殊結(jié)構(gòu)包括：

莢膜、鞭毛、纖毛、芽孢。（一）細(xì)菌細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)1、細(xì)胞壁細(xì)胞壁是位于菌體的最外層，內(nèi)側(cè)緊貼細(xì)胞膜的一層無色透明，堅(jiān)韌而有彈性的結(jié)構(gòu)。細(xì)胞壁約占細(xì)胞干重的10%～25%。（1）細(xì)胞壁的功能：保護(hù)細(xì)胞免受外力損傷；維持菌體外形；協(xié)助鞭毛運(yùn)動；與胞膜一起完成細(xì)胞內(nèi)外物質(zhì)交換，為正常細(xì)胞分裂所必需；與細(xì)菌的抗原性，致病性和對噬菌體的敏感性密切相關(guān)。（2）細(xì)胞壁的化學(xué)組成與結(jié)構(gòu)革蘭氏陽性細(xì)菌與革蘭氏陰性細(xì)菌細(xì)胞壁成分比較成分占細(xì)胞壁干重的%革蘭氏陽性細(xì)菌革蘭氏陰性細(xì)菌肽聚糖磷壁酸類脂質(zhì)蛋白質(zhì)含量很高（30－95）含量較高（<50）一般無（<2）無含量很低（5－20）無含量較高（－20）含量較高革蘭氏陽性菌細(xì)胞壁：由肽聚糖和磷壁酸組成；磷壁酸：占40%。G+菌所特有,其主鏈由數(shù)十個磷酸甘油或磷酸核糖醇組成,有的還有由D-Ala和還原糖組成的側(cè)鏈。肽聚糖:占30～70%,不同菌種中肽聚糖(肽鏈)組分不同。革蘭氏陰性菌細(xì)胞壁：分內(nèi)壁層和外壁層。外壁層：位于肽聚糖層的外部。包括:脂多糖、蛋白質(zhì)層、磷脂。內(nèi)壁層：緊貼胞膜,僅由1～2層肽聚糖分子構(gòu)成,占細(xì)胞壁干重5～10%,無磷壁酸。2、細(xì)胞膜細(xì)胞膜是緊貼細(xì)胞壁內(nèi)側(cè)包圍細(xì)胞質(zhì)的一層柔軟、富有彈性的半透明薄膜。細(xì)胞膜的化學(xué)組成：蛋白質(zhì)，主要包括磷脂、糖類、少量核酸。細(xì)胞膜的功能：細(xì)胞內(nèi)外物質(zhì)交換和運(yùn)送；在原核微生物中,參與生物氧化和能量產(chǎn)生；與細(xì)胞壁及莢膜的合成有關(guān)；是鞭毛著生的位點(diǎn)。3、細(xì)胞質(zhì)及其內(nèi)含物細(xì)胞質(zhì)：是在細(xì)胞膜內(nèi)除核區(qū)以外的細(xì)胞物

質(zhì)。細(xì)胞質(zhì)是無色、透明、粘稠狀物質(zhì)。主要成

分為水，蛋白質(zhì)，核酸，脂類、少量糖和無機(jī)鹽。細(xì)胞質(zhì)功能：細(xì)胞質(zhì)中含有豐富的酶系，是營養(yǎng)物質(zhì)合成、轉(zhuǎn)化、代謝的場所。細(xì)胞質(zhì)中的內(nèi)含物：①氣泡：由蛋白質(zhì)膜構(gòu)成的充滿氣體的泡狀物。有些細(xì)菌細(xì)胞質(zhì)中含有幾個或多個氣泡。氣泡的功能：調(diào)節(jié)細(xì)胞比重，以使其漂浮在合適的水層中；泡吸收空氣，空氣中的氧氣可供代謝需要。②顆粒狀內(nèi)含物：細(xì)菌細(xì)胞質(zhì)中含有各種顆粒狀內(nèi)含物，大多數(shù)為細(xì)胞貯藏物，顆粒狀內(nèi)含物的多少因細(xì)菌的種類、菌齡及培養(yǎng)條件不同而改變。主要有：異染粒、聚β-羥丁酸、肝糖粒、淀粉粒、脂肪粒、硫粒和液泡等。4、核區(qū)（或核質(zhì)體、原核、擬核）由大型環(huán)狀雙鏈DNA纖絲不規(guī)則地折疊或纏繞而構(gòu)成的無核膜、核仁的區(qū)域。細(xì)菌DNA：長度：一般為：1～3mm；生長迅速的細(xì)菌在核分裂之后細(xì)胞往往來不及分裂,所以細(xì)胞中常有2～4個核，而生長緩慢的細(xì)菌細(xì)胞中一般只有1～2個核，不在染色體復(fù)制時期一般是單倍體。功能：負(fù)載遺傳信息。（二）細(xì)菌細(xì)胞的特殊結(jié)構(gòu)1、芽孢：某些菌生長到一定階段，細(xì)胞內(nèi)形成一個圓形、橢

圓形或卵圓形的內(nèi)生孢子，是對不良環(huán)境有較強(qiáng)抵抗力的休眠體。形成芽孢的細(xì)菌種類：桿菌中能形成芽孢的種類較多，在球菌和螺旋菌中只有少數(shù)菌種可形成芽孢。芽孢的組成和結(jié)構(gòu)：芽孢有多層結(jié)構(gòu)，主要包括孢外壁、芽

孢衣、皮層和核心。芽孢的外壁層厚而致密，主要成分為脂蛋白，通透性差,不易著色核心含有大量的DNA、RNA、蛋白質(zhì)酶等物質(zhì)，還含有2,6-吡啶二羧酸（DPA）,DPA是芽孢特有的成分。一般以

DPA-Ca的形式存在。皮層主要含芽孢肽聚糖、DPA-Ca，皮層體積大，比較致密。芽孢平均含水量低，約40%。芽孢的特性:具有很強(qiáng)的抗熱、抗干燥、抗輻射、抗化學(xué)藥物能力；含水量低、壁厚而致密，通透性差,不易著色；新陳代謝幾乎停止，處于休眠狀態(tài)；一個芽孢萌發(fā)產(chǎn)生一個個體。2、鞭毛某些細(xì)菌表面由細(xì)胞內(nèi)生出的細(xì)長、波曲、毛發(fā)狀的結(jié)構(gòu)。鞭毛具有運(yùn)動功能，一般認(rèn)為鞭毛靠鞭毛絲旋轉(zhuǎn)而動，它們是細(xì)菌的“運(yùn)動器官”。鞭毛的長度：一般為15～20μm，最長可達(dá)70μm。鞭毛的直徑：為0.01～0.02

μm.不同細(xì)菌的鞭毛數(shù)目和著生位置不同，鞭毛數(shù)目一般一至數(shù)十條。鞭毛的化學(xué)組成：主要由鞭毛蛋白構(gòu)成，還含有少量的多糖、脂類和核酸等。3、糖被莢膜：某些細(xì)菌細(xì)胞壁外的一層粘液性物質(zhì)。根據(jù)莢膜的形狀和厚度的不同，將莢膜分為四類：莢膜或大莢膜：粘液狀物質(zhì)具有一定外形，相對穩(wěn)定地附著在細(xì)胞壁外，厚度：＞0.2μm。微莢膜：粘液狀物質(zhì)較薄，厚度：＜0.2μm，與細(xì)胞表面牢固結(jié)合。粘液層：粘液物質(zhì)沒有明顯的邊緣，比莢膜松散,可向周圍環(huán)境中擴(kuò)散,增大黏性。菌膠團(tuán)：多個細(xì)菌共有一個莢膜。莢膜的組成：因種而異，除水外，主要是多糖,還有多肽，蛋白質(zhì)，糖蛋白等。莢膜的生理功能：保護(hù)細(xì)胞，抗干燥；貯藏養(yǎng)料，是細(xì)胞外碳源和能源的儲備物質(zhì)；莢膜可以抵御外界細(xì)胞對菌體的吞噬作用；莢膜具有抗原性；與致病力有關(guān)。三 細(xì)菌的繁殖（一）繁殖一般為無性繁殖，二分裂法。同形裂殖：裂殖后形成的子細(xì)胞大小相等。異形裂殖：分裂產(chǎn)生兩個大小不等的子細(xì)胞。細(xì)菌分裂過程：①核分裂②形成橫隔壁③子細(xì)胞分離四 細(xì)菌的培養(yǎng)特征菌落：在固體培養(yǎng)基上,由單個細(xì)胞繁殖形成的肉眼可見的子細(xì)胞群體。菌苔:大量細(xì)胞密集生長,結(jié)果長成的各“菌落”連接成一片。不同的微生物種類，其菌落特征不同。同一種菌在不同培養(yǎng)條件下菌落特征也不盡相同。菌落的特征包括大小、形狀、顏色、邊緣、質(zhì)地、透明度、光澤、表面、濕潤度等。細(xì)菌菌落的特征：多圓形、較小、邊緣整齊或不整齊、濕潤、較光滑、透明或半透明、粘稠、易挑?。ㄅc培養(yǎng)基結(jié)合不緊密）、質(zhì)地均勻以及菌落正反面或邊緣與中央部位的顏色一致等。主要內(nèi)容一、酵母菌的形態(tài)與結(jié)構(gòu)二、酵母菌的菌落特征三、酵母菌的繁殖真核微生物真菌顯微藻類原生動物真核微生物部分凡是細(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細(xì)胞器的微小生物，都稱為真核微生物。真菌屬于真核微生物,其細(xì)胞結(jié)構(gòu)由細(xì)胞壁、細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核、細(xì)胞器（線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、核糖體）等組成。酵母菌絲狀真菌—霉菌擔(dān)子菌一般認(rèn)為酵母菌具有以下五個特點(diǎn)：個體一般以單細(xì)胞狀態(tài)存在；多數(shù)出芽繁殖，也有的裂殖；能發(fā)酵糖類產(chǎn)能；細(xì)胞壁常含有甘露聚糖；喜在含糖量較高、酸度較大的環(huán)境中生長。酵母菌種類較多，目前已知有500多種。酵母分布廣，在水果、蔬菜、花蜜和植物葉子表面以及果園的土壤里，在牛奶、動物的排泄物以及空氣中都有酵母存在。大多數(shù)腐生，少數(shù)寄生。與人類關(guān)系密切。（一）酵母的形態(tài)與大小1、酵母菌形態(tài)：酵母菌是一群單細(xì)胞的真核微生物,其形態(tài)因種而異。通常為圓形、卵圓形或橢圓形。也有特殊形態(tài)，如檸檬形、三角形、藕節(jié)狀、臘腸形，假菌絲等。假菌絲:酵母菌在一定條件下培養(yǎng)，產(chǎn)生的芽體與母細(xì)胞不分離形成的特殊形態(tài)。2、酵母菌大?。航湍妇燃?xì)菌粗約10倍，其直徑一般為2～5μm，長度為5～30μm，最長可達(dá)100μm。酵母的大小、形態(tài)與菌齡、環(huán)境有關(guān)。一般成熟的細(xì)胞大于幼齡的細(xì)胞，液體培養(yǎng)的細(xì)胞大于固體培養(yǎng)的細(xì)胞。有些種的細(xì)胞大小、形態(tài)極不均勻，而有些種的酵母大小、形態(tài)則較為均勻。（二）酵母菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)一般具有:細(xì)胞壁、細(xì)胞膜、細(xì)胞核、液泡、線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、微體、微絲、及內(nèi)含物等，有的菌體還有出芽痕、誕生痕。1、細(xì)胞壁酵母細(xì)胞壁厚度0.1～0.3μm，重量占細(xì)胞干重的18%～25%?；瘜W(xué)組成：葡聚糖、甘露聚糖、蛋白質(zhì)、脂類、幾丁質(zhì)。幾丁質(zhì)并不是所有的酵母菌中都有，其含量也因種而異。裂殖酵母一般不含幾丁質(zhì)，釀酒酵母含1～2%，有的假菌絲酵母含量超過了2%。細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)：酵母細(xì)胞壁呈“三明治”結(jié)構(gòu)：外層：主要為甘露聚糖；內(nèi)層：主要為葡聚糖；中間層：主要是蛋白質(zhì)葡聚糖和甘露聚糖都是復(fù)雜的分枝狀聚合物，維持細(xì)胞壁強(qiáng)度的物質(zhì)主要是位于內(nèi)層的葡聚糖，此外，細(xì)胞壁上還含有少量的幾丁質(zhì)、脂類和無機(jī)鹽。壁外成分：有些菌壁外含有由多糖構(gòu)成的類似莢膜的結(jié)構(gòu)。如異多糖和淀粉類物質(zhì)。出芽痕和誕生痕：酵母出芽繁殖時，子細(xì)胞與母細(xì)胞分離，在子、母細(xì)胞壁上都會留下痕跡。在母細(xì)胞的細(xì)胞壁上出芽并與子細(xì)胞分開的位點(diǎn)稱出芽痕，子細(xì)胞細(xì)胞壁上的位點(diǎn)稱誕生痕。由于多重出芽，致使酵母細(xì)胞表面有多個小突起。根據(jù)酵母細(xì)胞表面留下芽痕的數(shù)目，就可確定某細(xì)胞產(chǎn)生過的芽體數(shù)，因而可估計(jì)該細(xì)胞的菌齡。2、細(xì)胞膜酵母細(xì)胞膜是雙磷脂層構(gòu)造，其間鑲嵌著蛋白質(zhì)和甾醇。酵母菌的細(xì)胞膜與原核生物的基本相同。但有的酵母菌如釀酒酵母中含有固醇類（甾醇）,這在原核生物是罕見的。酵母細(xì)胞膜的功能：調(diào)節(jié)細(xì)胞外溶質(zhì)運(yùn)送到細(xì)胞內(nèi)的滲透屏障；細(xì)胞壁等大分子的生物合成和裝配基地；部分酶的合成和作用場所。3、細(xì)胞核酵母具有由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。（核膜包裹，輪廓分明）。核膜：核孔40～70nm，透性比任何生物膜都大。染色體:由DNA和組蛋白牢固結(jié)合而成，呈線狀,數(shù)目因種而異。核仁：核內(nèi)有一或幾個區(qū)域rRNA含量很高，這一區(qū)域?yàn)楹巳剩呛铣珊颂求w的場所。中心體:在核膜外，由蛋白質(zhì)亞基組成的細(xì)絲狀結(jié)構(gòu)，在細(xì)胞繁殖分裂中起作用。細(xì)胞核的功能:攜帶遺傳信息，控制細(xì)胞的增殖和代謝。4、細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì)主要是溶膠狀物質(zhì),在細(xì)胞質(zhì)中含有各種功能不同的結(jié)構(gòu)——細(xì)胞器。細(xì)胞器：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、核糖體、高爾基體、線粒體、溶酶體、微體、液泡。（1）核糖體酵母菌的核糖體為80S，由60S和40S大小亞基構(gòu)成。它游離在細(xì)胞質(zhì)中或附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上。線粒體:1、雙層單位膜包圍的細(xì)胞器；其中含脂類、蛋白質(zhì)、少量RNA和環(huán)狀DNA。2、其DNA可自主復(fù)制，不受核DNA控制。決定線粒體的某些遺傳性狀。3、生物氧化中心。內(nèi)質(zhì)網(wǎng):是分布在整個細(xì)胞中的由膜構(gòu)成的管道和網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。在細(xì)胞中和核膜或細(xì)胞膜相連在一起。根據(jù)表面結(jié)構(gòu)分為：粗糙型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(膜外附著有核糖體);光滑型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(表面沒有附著的顆粒)。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)功能：起物質(zhì)傳遞的作用，另外還有合成脂類和脂蛋白。高爾基體是一種內(nèi)膜結(jié)構(gòu)。它是由扁平雙層膜和小泡所構(gòu)成。膜都是光滑的。功能：為細(xì)胞提供一個內(nèi)部的運(yùn)輸系統(tǒng)。液泡由單層膜包裹的囊泡物，液泡中含水、有機(jī)酸、鹽類和水解酶類，還有一些貯藏顆粒（如肝糖粒、脂肪粒、異染顆粒等）。液泡常在細(xì)胞發(fā)育后期出現(xiàn)，它的大小可做為衡量細(xì)胞成熟的標(biāo)志。功能：儲藏營養(yǎng)物和水解酶類，與細(xì)胞質(zhì)進(jìn)行物質(zhì)交換；調(diào)節(jié)滲透壓。固體培養(yǎng)菌落特征：菌落大而厚，圓形，光滑濕潤，粘性，顏色單調(diào)。常見白色、土黃色、紅色。液體培養(yǎng)：在液體培養(yǎng)基上，不同的酵母菌生長的情況不同。好氣性生長的酵母可在培養(yǎng)基表面上形成菌膜或菌醭，其厚度因種而異。有的酵母菌在生長過程中始終沉淀在培養(yǎng)基底部。有的酵母菌在培養(yǎng)基中均勻生長，使培養(yǎng)基呈渾濁狀態(tài)。（一）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：包括芽殖、裂殖、芽裂繁殖和產(chǎn)生無性孢子。有性繁殖：主要是產(chǎn)生子囊孢子。假酵母：只有無性繁殖過程。真酵母：既有無性繁殖，又有有性繁殖過程。無性繁殖：

1、芽殖是酵母菌無性繁殖的主要方式。一個酵母能形成的芽數(shù)是有限的（平均24個）。出芽方式：多邊出芽、兩端出芽、三邊出芽、單邊出芽。環(huán)境適宜時，可出現(xiàn)假菌絲。芽殖過程：母細(xì)胞形成小突起（A—D）核裂（E—G）原生質(zhì)分配（H—I）新膜形成（J—K）形成新細(xì)胞壁（L）2、裂殖：借細(xì)胞橫分裂法繁殖,與細(xì)菌類似如裂殖酵母。進(jìn)行裂殖的酵母菌種類很少。3、芽裂為芽殖、芽裂的中間類型，母細(xì)胞在出芽的同時產(chǎn)生橫隔膜。(二)有性生殖酵母菌以形成子囊和子囊孢子的方式進(jìn)行有性繁殖。1、子囊和子囊孢子的形成：一般通過鄰近的兩個性別不同的細(xì)胞各自伸出一根管狀的原生質(zhì)突起，相互接觸、局部融合并形成一個通道，再經(jīng)過質(zhì)配、核配形成雙倍體細(xì)胞——接合子。接合子進(jìn)行減數(shù)分裂，形成4個或8個子核，每一個子核和周圍的細(xì)胞質(zhì)一起，在其表面形成孢子壁后就形成子囊孢子，形成子囊孢子的細(xì)胞稱為子囊。一般一個子囊可產(chǎn)生4～8個子囊孢子。孢子數(shù)目、大小、形狀因種而異。(二)酵母菌的生活史上代個體經(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，稱為該生物的生活史或生命周期。各種酵母的生活史可分為三種類型：

1、單倍體型2、雙倍體型3、單雙倍體型1、單倍體型特點(diǎn):營養(yǎng)細(xì)胞是單倍體；無性繁殖以裂殖方式進(jìn)行；雙倍體細(xì)胞不能獨(dú)立生活，故雙倍體階段短，一經(jīng)生成立即減數(shù)分裂。2、雙倍體型特點(diǎn)：營養(yǎng)體為雙倍體，不斷進(jìn)行芽殖，雙倍體營養(yǎng)階段長，單倍體的子囊孢子在子囊內(nèi)發(fā)生接合。單倍體階段僅以子囊孢子形式存在，故不能獨(dú)立生活。3、單雙倍體型特點(diǎn)：單倍體營養(yǎng)細(xì)胞和雙倍體營養(yǎng)細(xì)胞均可進(jìn)行芽殖。營養(yǎng)體既可以單倍體形式也可以雙倍體形式存在；在特定條件下進(jìn)行有性生殖。單倍體和雙倍體兩個階段同等重要,形成世代交替。主要內(nèi)容一、霉菌的形態(tài)與結(jié)構(gòu)二、霉菌的菌落特征拓展知識一、霉菌的繁殖方式與生活史二、食品中常見的霉菌霉菌為絲狀真菌的統(tǒng)稱，也稱為絲狀真菌。凡生長在營養(yǎng)基質(zhì)上形成絨毛狀、蜘蛛網(wǎng)狀或絮狀菌絲體的真菌統(tǒng)稱為霉菌。霉菌是釀酒、制醬和制造其他發(fā)酵食品的重要生產(chǎn)菌。霉菌與酵母一樣，喜偏酸性、糖質(zhì)環(huán)境，生長最適溫度為30～39℃，大多數(shù)為好氧性微生物，多為腐生菌，少數(shù)為寄生菌。霉菌的生物個體稱菌絲體，菌絲體由營養(yǎng)部分和繁殖部分組成。營養(yǎng)部分的基本單位是菌絲，它是一種管狀的細(xì)絲，單細(xì)胞或多細(xì)胞。菌絲的直徑一般為4～6μm。霉菌的菌絲在功能上有一定程度的分化，長入基質(zhì)中吸收營養(yǎng)的菌絲，稱為基內(nèi)菌絲或營養(yǎng)菌絲，伸出基質(zhì)外的菌絲稱氣生菌絲。氣生菌絲發(fā)育到一定時期，分化出產(chǎn)生霉菌孢子的繁殖菌絲或繁殖器官。Mucor（毛霉屬）Rhizopus（根霉屬）細(xì)胞形態(tài)1.菌絲—整—個菌霉絲菌為營長養(yǎng)管體狀的單單細(xì)位胞，是，是細(xì)菌胞絲（hypha，復(fù)數(shù)hyphae）質(zhì)內(nèi)含有多個核。其生長過程只表現(xiàn)為菌絲的延長和細(xì)胞核的裂殖增多以及無細(xì)隔胞膜質(zhì)菌的增絲增絲加。菌絲由橫隔膜分隔成成串多細(xì)胞，每個細(xì)胞有內(nèi)含隔有膜一菌個絲或多個細(xì)胞Aspergillus（曲霉屬）核。有些菌絲，從外觀看雖然像Penicillium（青霉屬）多細(xì)胞，但橫隔膜上有小孔，使細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核可以自由流通，而且每個細(xì)胞的功能也都相同。2.霉菌的菌絲細(xì)胞結(jié)構(gòu)霉菌細(xì)胞的基本構(gòu)造有細(xì)胞壁、細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核等。（一）細(xì)胞壁霉菌的細(xì)胞壁中不含肽聚糖，絕大多數(shù)霉菌的細(xì)胞壁則以幾丁質(zhì)為主，少數(shù)霉菌細(xì)胞壁中含有纖維素。（二）細(xì)胞膜是典型的單位膜結(jié)構(gòu)。（三）細(xì)胞質(zhì)霉菌的胞質(zhì)內(nèi)有細(xì)胞核及各種細(xì)胞器。核糖體是80S。（四）細(xì)胞核霉菌與其它真菌相似，具有完整的細(xì)胞核。霉菌的細(xì)胞核由核膜、核仁、染色體和核質(zhì)組成。由粗而長的分枝狀菌絲組成，菌落疏松，呈絨毛狀、絮狀或蜘蛛網(wǎng)狀，比細(xì)菌菌落大幾倍到幾十倍，有的沒有固定大小。菌

落正反面的顏色以及邊緣與中央的顏色不一致。表面有白、黃、綠、青、黑、橙等顏色。菌落與培養(yǎng)基結(jié)合很緊密，不易挑取。不透明。有的菌絲分泌液滴，有些出現(xiàn)輻射紋或同心環(huán)。各種霉菌，在一定培養(yǎng)基上形成的菌落大小、形狀、顏色等相對穩(wěn)定，所以菌落特征也為分類依據(jù)之一。1、霉菌的繁殖方式無性孢子有性孢子菌絲斷片霉菌的繁殖方式（1）

無性孢子不經(jīng)過兩性細(xì)胞的配合，只是營養(yǎng)細(xì)胞的分裂或營養(yǎng)菌絲的分化（切割）而形成的同種新個體的過程。節(jié)孢子厚垣孢子無性孢子孢囊孢子分生孢子節(jié)孢子為外生孢子，又稱粉孢子。是菌絲斷裂形成的外生孢子。厚垣孢子某些霉菌種類在菌絲中間或頂端發(fā)生局部的細(xì)胞質(zhì)濃縮和細(xì)胞壁加厚，最后形成一些厚壁的休眠孢子，稱為厚垣孢子。Eg.毛霉屬中的總狀毛霉孢囊孢子在孢子囊內(nèi)形成的孢子叫孢囊孢子。孢子囊是由菌絲頂端細(xì)胞膨大而成，膨大部分的下方形成隔膜與菌絲隔開，膨大細(xì)胞的原生質(zhì)分化成許多小塊，每小塊可發(fā)育成一個孢子。分生孢子是在生殖菌絲頂端或已分化的分生孢子梗上形成的孢子，分生孢子有單生、成鏈或成簇等排列方式，是子囊菌和半知菌亞門的霉菌產(chǎn)生的一類無性孢子。曲霉的分生孢子梗和頂囊上的分生孢子青霉的帚狀分生孢子梗和分生孢子鐮刀霉的鐮刀形大分生孢子曲霉的分生孢子頭彩圖霉菌的無性孢子厚垣孢子節(jié)孢子孢囊孢子芽生孢子分生孢子（2）有性孢子經(jīng)過兩性細(xì)胞結(jié)合而形成的孢子稱為有性孢子。經(jīng)過兩性細(xì)胞結(jié)合產(chǎn)生新個體的過程稱為有性繁殖。有性繁殖一般不普遍，特別在人工培養(yǎng)基上不出現(xiàn)。霉菌的有性繁殖過程十分復(fù)雜，一般分為三個階段，即質(zhì)配、核配和減數(shù)分裂。核

配（2n）孢

子（n）質(zhì)

配（n+n）減數(shù)分裂卵孢子接合孢子子囊孢子擔(dān)孢子鞭毛菌亞門接合菌亞門子囊菌亞門擔(dān)子菌亞門有性孢子霉菌有性孢子繁殖的特點(diǎn)霉菌的有性繁殖不如無性繁殖那么經(jīng)常與普遍，多發(fā)生在特定條件下，往往在自然條件下較多，在一般培養(yǎng)基上不常見。（3）生活史無性繁殖階段：菌絲體（營養(yǎng)體）在適宜的條件下產(chǎn)生無性孢子，無性孢子萌發(fā)形成新的菌絲體，多次重復(fù)。有性繁殖階段：在發(fā)育后期，在一定條件下，在菌絲體上分化出特殊性器官（細(xì)胞），質(zhì)配、核配、減數(shù)分裂后形成單倍體孢子，再萌發(fā)形成新的菌絲體。有一些霉菌，至盡尚未發(fā)現(xiàn)其生活史中有有性繁殖階段，這類真菌稱為半知菌子囊孢子分生孢子（一）產(chǎn)毒霉菌1．曲霉菌屬

曲霉在自然界分布極為廣泛，對有機(jī)物質(zhì)分解能力很強(qiáng)，有些菌種如黑曲霉（A.niger）等被廣泛用于食品工業(yè)。

但是曲霉也是重要的食品污染真菌，有的菌種在一定條件下還產(chǎn)生毒素。

黃曲霉，在食品上能產(chǎn)生大量的黃曲霉毒素。黃曲霉毒素具有很強(qiáng)的致癌性，所以食品中只要測出就不能食用，黃曲霉也能產(chǎn)生蛋白酶、淀粉酶、果膠酶、有機(jī)酸等.

赭曲霉對農(nóng)作物污染較嚴(yán)重，主要污染玉米、大豆、可可豆、大麥、檸檬類水果，腌肉火腿、花生、咖啡豆等。（一）產(chǎn)毒霉菌2.青霉菌屬

青霉分布廣泛，種類很多，主要存在于土壤、糧食和果蔬上，如展青霉主要污染果蔬類，尤其是蘋果和山楂制品。有些青霉菌能產(chǎn)生多種酶及有機(jī)酸，具有很高的經(jīng)濟(jì)價值。

青霉可引起果蔬、谷物及食品的腐敗變質(zhì)，有些菌種還可以產(chǎn)生致癌的霉菌毒素，如島青霉、桔青霉、黃綠青霉、擴(kuò)展青莓、圓弧青霉、皺褶青霉和蕁麻青霉等。（一）產(chǎn)毒霉菌3．鐮刀菌屬

鐮刀菌屬包括許多菌種，大部分是植物的病原菌，并能產(chǎn)生毒素，包括禾谷鐮刀菌、梨孢鐮刀菌、擬枝孢鐮刀菌、三線鐮刀菌、雪腐鐮刀菌、粉紅鐮刀菌等。鐮刀菌主要污染麥類、玉米等農(nóng)作物。（二）其他霉菌1．毛霉屬毛霉又稱黑霉、長毛霉，是真菌中的一個大屬。毛霉在土壤、糞便、禾草及空氣等環(huán)境中廣泛存在。在高溫、高濕以及通風(fēng)不良的條件下生長良好。

毛霉被廣泛用于食品工業(yè)，如利用其淀粉酶制曲、釀酒；利用其蛋白酶釀制腐乳、豆豉等。

毛霉污染食品在其中（或其表面）大量生長，也是食品腐敗變質(zhì)的表現(xiàn)之一。（二）其他霉菌2．根霉屬根霉與毛霉同屬毛霉目，其主要區(qū)別是根霉有假根和匍匐菌絲。

根霉分布廣泛，也被廣泛用于食品工業(yè)，如其淀粉酶活性很強(qiáng)，是釀造工業(yè)中常用的糖化菌。根霉還能生產(chǎn)延胡索酸、乳酸等有機(jī)酸和芳香性的酯類物質(zhì)。與食品生物技術(shù)關(guān)系密切的根霉有黑根霉、華根霉和米根霉等。

黑根霉也稱匐枝根霉，常出現(xiàn)在霉變的食品上，與瓜果蔬菜等在貯藏和運(yùn)輸過程中的腐爛以及甘薯的軟腐等有關(guān)。主要內(nèi)容一、病毒

二、放線菌拓展知識一、常見病毒與噬菌體二、常見放線菌三、其他原核微生物病毒是一類比細(xì)菌更小，能通過細(xì)菌過濾器，僅含一種類型核酸（或DNA或RNA），只能在活細(xì)胞內(nèi)生長繁殖的非細(xì)胞形態(tài)的微生物。病毒有高度的寄生性，是介于生物與非生物之間的一種原始的生命體。病毒會引起人類和動物的很多疾病，可能還與癌癥有關(guān)，危害極大。但是病毒也有廣闊的應(yīng)用前景。一、病毒個體極小無細(xì)胞結(jié)構(gòu)

專性活性寄生抵抗力小感染力強(qiáng)（一）病毒的特點(diǎn)（二）病毒的大小與形態(tài)病毒外形多呈球狀或似球狀，少數(shù)病毒呈桿狀、絲狀、彈狀或磚塊狀，而噬菌體多呈蝌蚪狀。測量病毒大小的單位為納米（nm),病毒大小不一，一般為10～250nm之間。大病毒可長達(dá)300nm，最小病毒的直徑僅為10nm。病毒大多數(shù)能通過細(xì)菌過濾器。1.痘苗V8.腺V2.腮腺炎V

3.單純皰疹V9.流感V 11.多瘤V4.口瘡V

5.彈狀V12.脊髓灰質(zhì)炎V6.T偶數(shù)噬菌體13.煙草花葉V（三）病毒的組成與結(jié)構(gòu)一種病毒只含有一種特定類型的核酸，或DNA或RNA,有的病毒含一種蛋白質(zhì)，有的含多種蛋白質(zhì)、脂類和糖類。病毒的中心為核酸，是病毒的核心，它含有病毒的基因組，能為病毒的增殖、遺傳、變異等功能提供遺傳信息。核酸的外周包有蛋白質(zhì)外殼，稱為衣殼體。衣殼體是由衣殼粒規(guī)則排列組成。衣殼粒是由單個或多個多肽分子構(gòu)成。衣殼粒的排列:二十面立體對稱型;螺旋對稱型;不規(guī)律的復(fù)合對稱型。（四）病毒的增殖

病毒的增殖過程一般可分為五個連續(xù)的階段，即吸附、侵入和脫殼、合成、裝配和釋放。1、吸附

病毒感染細(xì)胞先要吸附在易感染細(xì)胞上。這一過程又分兩步。第一步是隨機(jī)碰撞。第二步為特異性結(jié)合。2、侵入和脫殼

病毒吸附在宿主胞膜后可通過多種方式進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)。有的病毒是通過細(xì)胞膜吞入，稱為病毒胞飲。有的病毒在進(jìn)入寄主細(xì)胞時僅將核酸侵入，衣殼留在細(xì)胞表面。（四）病毒的增殖

病毒的增殖過程一般可分為五個連續(xù)的階段，即吸附、侵入和脫殼、合成、裝配和釋放。3、合成

包括病毒核酸的復(fù)制和蛋白質(zhì)的合成。· 病毒的生物合成基本上按下列步驟進(jìn)行：按親代病毒的樣板轉(zhuǎn)錄mRNA——由mRNA轉(zhuǎn)錄“早期蛋白”——復(fù)制核酸，以親代病毒核酸為模板——合成“晚期蛋白”，主要由子代核酸轉(zhuǎn)錄

mRNA——轉(zhuǎn)譯為“晚期蛋白”4、裝配病毒核酸與蛋白質(zhì)合成完畢后，根據(jù)病毒種類不同，或在細(xì)胞核內(nèi)或在細(xì)胞漿內(nèi)進(jìn)行裝配，形成核衣殼。5、釋放以細(xì)胞破裂的方式，或者以反吞飲的方式釋放出來。還有的病毒能在宿主細(xì)胞間以轉(zhuǎn)移的方式感染，在細(xì)胞間質(zhì)中很少發(fā)現(xiàn)病毒粒子。放線菌是介于細(xì)菌與霉菌之間而又接近細(xì)菌的一類單細(xì)胞原核生物。廣泛分布于自然界中，尤以中性偏堿性土壤和有機(jī)質(zhì)豐富的土中較多。放線菌的突出特點(diǎn)是產(chǎn)生抗生素。目前已知的抗生素中約三分二是由放線菌產(chǎn)生的。其中的90%是放線菌中的鏈霉菌屬所產(chǎn)生。（一）放線菌的形態(tài)特征

放線菌由菌絲和孢子組成；菌絲大多無隔膜呈分支狀，粗約1μm。典型的菌絲由三部分構(gòu)成。（一）基內(nèi)菌絲長在培養(yǎng)基內(nèi)部或緊貼培養(yǎng)基表面，主要功能是吸收培養(yǎng)基內(nèi)的養(yǎng)和水分，故又稱營養(yǎng)菌絲。（二）氣生菌絲由營養(yǎng)菌絲向空中伸展的菌絲，比營養(yǎng)菌絲粗，在形態(tài)上與營養(yǎng)菌絲有差別，一般顏色較深，能蓋滿整個菌落表面。（三）孢子絲在氣生菌絲上分化發(fā)育而成，其形狀、排列方式隨菌種而異。孢子絲上進(jìn)一步產(chǎn)生各種顏色和形態(tài)的無性的分生孢子。（二）放線菌的菌落特征

放線菌的菌落由菌絲體組成。較小、質(zhì)地致密、不透明；呈絲絨狀、干燥、多皺、上覆不同顏色的干粉（孢子）；菌落正反面的顏色不一致；與培養(yǎng)基結(jié)合緊密，不易挑起。（三）放線菌的繁殖方式放線菌以無性方式繁殖，主要是形成無性孢子進(jìn)行繁殖，無性孢子主要有分生孢子和孢子囊孢子；也可通過菌絲斷片繁殖。放線菌生長到一定階段，一部分氣生菌絲分化為孢子絲，孢子絲成熟便分化形成許多孢子，成為分生孢子。（一）常見病毒病毒在自然界分布廣泛，可感染細(xì)菌、真菌、植物、動物和人，常引起宿主發(fā)病。麻疹病毒麻疹病毒（measlesvirus）是麻疹的病原體，分類上屬于副粘病毒科麻疹病毒屬。麻疹是兒童常見的一種急性傳染病，其傳染性很強(qiáng)，以皮丘疹、發(fā)熱及呼吸道癥狀為特征，若無并發(fā)癥，愈后良好。流行性乙型腦炎病毒流行性乙型腦炎病毒簡稱乙腦病毒，是流行性乙型腦炎的病原體。該病毒引起的主要癥狀為高熱、頭痛、嘔吐、昏睡、痙攣等。重癥者可周身高燒、抽痙不止、腦水腫、呼吸或循環(huán)衰竭而死亡，部分患者留有后遺癥。（一）常見病毒病毒在自然界分布廣泛，可感染細(xì)菌、真菌、植物、動物和人，常引起宿主發(fā)病。登革病毒登革病毒屬于黃病毒科黃病毒屬中的一個血清型亞群，主要通過埃及伊蚊和白紋伊蚊等媒介昆蟲傳播，引起登革熱（DF）以及發(fā)病率和死亡率很高的登革出血熱（DHF）和登革休克綜合征（DSS）。埃博拉病毒埃博拉病毒（Ebolavirus，又譯作伊波拉病毒），是對一群屬于纖維病毒科埃博拉病毒屬下數(shù)種病毒的統(tǒng)稱，屬于十分罕見的病毒。這種病毒能引起人類和靈長類動物產(chǎn)生埃博拉出血熱的烈性傳染病病毒，有很高的死亡率。（一）常見病毒病毒在自然界分布廣泛，可感染細(xì)菌、真菌、植物、動物和人，常引起宿主發(fā)病?？袢〔《究袢〔《臼菍?dǎo)致狂犬病的病原體，核糖核酸病毒。一般存在于發(fā)病期瘋狗的唾液里面，或者是發(fā)病期貓的唾液里面，唾液當(dāng)中會有大量的病毒。人主要被病獸或帶毒動物咬傷后感染，一旦受染，如不及時采取有效防治措施，可導(dǎo)致嚴(yán)重的中樞神經(jīng)系統(tǒng)急性傳染病，病死率高?？袢∈侨双F共患性疾病，主要在野生動物及家畜中傳播。艾滋病毒艾滋病毒（HIV）是一種感染人類免疫系統(tǒng)細(xì)胞的慢病毒，屬逆轉(zhuǎn)錄病毒的一種。艾滋病毒在感染后會整合入宿主細(xì)胞的基因組中，而目前的抗病毒治療并不能將病毒根除。該病毒廣泛存在于感染者的血液、精液、陰道分泌物、乳汁、腦脊液、有神經(jīng)癥狀的腦組織液中。（一）常見病毒病毒在自然界分布廣泛，可感染細(xì)菌、真菌、植物、動物和人，常引起宿主發(fā)病。7．冠狀病毒冠狀病毒屬于套式病毒目、冠狀病毒科、冠狀病毒屬，是一類具有囊膜、基因組為線性單股正鏈的RNA病毒，是自然界廣泛存在的一大類病毒。某些冠狀病毒會感染人類并引起疾病，比如嚴(yán)重急性呼吸綜合征（SARS）、中東呼吸綜合征（MERS）和新型冠狀病毒（SARS-CoV-2）。SARS病毒是冠狀病毒的一個變種，是引起非典型肺炎的病原體。MERS是一種在2012年發(fā)現(xiàn)的新型病毒，被認(rèn)為和造成SARS的病毒相似，最早出現(xiàn)在中東。人類感染MERS病毒后，臨床可表現(xiàn)為無癥狀或輕度呼吸道癥狀，也可發(fā)展為嚴(yán)重的急性呼吸道癥狀甚至死亡。SARS-CoV-2是2019年在人體中發(fā)現(xiàn)的冠狀病毒新毒株。該病毒癥狀一般為發(fā)熱、乏力、干咳、逐漸出現(xiàn)呼吸困難，嚴(yán)重者表現(xiàn)為急性呼吸窘迫綜合征，膿毒癥休克，難以糾正的代謝性酸中毒和凝血功能障礙。該病毒已確認(rèn)存在人傳人現(xiàn)象，且潛伏期具有傳染性，所致疾病沒有特異治療方法。（二）噬菌體噬菌體是感染細(xì)菌、真菌、放線菌或螺旋體等微生物的病毒，廣泛分布于自然界，有嚴(yán)格的宿主特異性，只寄居在易感宿主菌體內(nèi)，可利用噬菌體進(jìn)行細(xì)菌的流行病學(xué)鑒定與分型，以追查傳染源。

由于噬菌體結(jié)構(gòu)簡單、基因數(shù)少，是分子生物學(xué)與基因工程的良好實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。1．噬菌體的生物學(xué)性狀（1）特性與形態(tài)體積小，結(jié)構(gòu)簡單，由蛋白質(zhì)和核酸組成，具嚴(yán)格的寄生性，必須在活的易感宿主細(xì)胞內(nèi)增殖。噬菌體有三種形態(tài)，即蝌蚪形、微球形和纖線形。大多數(shù)噬菌體呈蝌蚪形，由頭部和尾部兩部分組成。噬菌體的形態(tài)T2噬菌體的構(gòu)造1-3.蝌蚪形；4-5.微球形；6.纖線形圖化學(xué)組成噬菌體主要由核酸和蛋白質(zhì)組成。核酸是噬菌體的遺傳物質(zhì)，常見噬菌體的基因組大小為2～200kb。蛋白質(zhì)構(gòu)成噬菌體頭部的衣殼及尾部，包括尾髓、尾鞘、尾板、尾刺和尾絲，起著保護(hù)核酸的作用，并決定噬菌體外形和表面特征。噬菌體的核酸為DNA或RNA，并由此將噬菌體分成DNA噬菌體和RNA噬菌體兩大類?？乖允删w具有抗原性，能刺激機(jī)體產(chǎn)生特異性抗體。該抗體能抑制相應(yīng)噬菌體侵襲敏感細(xì)菌，但對已吸附或已進(jìn)入宿主菌的噬菌體不起作用，噬菌體仍能復(fù)制增殖。抵抗力噬菌體對理化因素與多數(shù)化學(xué)消毒劑的抵抗力比一般細(xì)菌的繁殖體強(qiáng)；能抵抗乙醚、氯仿和乙醇，一般經(jīng)75℃30min或更久才能被滅活。噬菌體能耐受低溫和冰凍，但對紫外線和X射線敏感，一般經(jīng)紫外線照射10～15min即失去活性。2．烈性噬菌體和溫和性噬菌體噬菌體的生活史分成兩種途徑——裂解途徑和溶原途徑。烈性噬菌體是侵染宿主細(xì)胞后，進(jìn)入裂解途徑，破壞宿主細(xì)胞原有遺傳物質(zhì)，合成大量的自身遺傳物質(zhì)和蛋白質(zhì)并組裝成子噬菌體，最后使宿主裂解的一

類噬菌體。它是在短時間內(nèi)能連續(xù)完成吸附、侵入、復(fù)制、裝配和裂解這五

個階段而實(shí)現(xiàn)其繁殖的噬菌體。2．烈性噬菌體和溫和性噬菌體噬菌體的生活史分成兩種途徑——裂解途徑和溶原途徑。溫和性噬菌體或稱溶源性噬菌體，指噬菌體感染細(xì)胞后，將其核酸整合（附著）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，在一般情況下，不引起宿主細(xì)胞裂解。噬菌體侵染宿主后，并不增殖、裂解，而與宿主DNA結(jié)合，隨宿主DNA復(fù)制而復(fù)制，此時細(xì)胞中找不到形態(tài)上可見的噬菌體，這種噬菌體稱為溫和性噬菌體。含有溫和性噬菌體的細(xì)菌稱為溶源性細(xì)菌。3．噬菌體的檢測方法噬菌體是極其微小的微生物，對噬菌體的監(jiān)測只能用間接地方法進(jìn)行。這些方法主要是根據(jù)噬菌體的生物學(xué)特征而設(shè)計(jì)的。第一，噬菌體對寄主具有高度的特異性，可利用敏感菌株對其進(jìn)行培養(yǎng)；第二，噬菌體侵染宿主細(xì)胞后可引起裂解，通過觀察在含有敏感菌株的瓊脂平板上接種噬菌體培養(yǎng)后是否出現(xiàn)噬菌斑，或是觀察在含敏感菌的液體培養(yǎng)基中培養(yǎng)物是否變清來進(jìn)行判斷。常用的方法有載片快速檢測法、單層瓊脂法和雙層瓊脂法。4．噬菌體的應(yīng)用噬菌體與食品工業(yè)的關(guān)系食品工業(yè)上采用乳酸菌、醋酸菌、棒狀桿菌等進(jìn)行發(fā)酵，生產(chǎn)各種不同食品。細(xì)菌的鑒定與分型噬菌體與宿主菌的關(guān)系具有高度特異性，即一種噬菌體只能裂解一種和它相應(yīng)的細(xì)菌，故可用于未知細(xì)菌的鑒定和分型。分子生物學(xué)研究的重要工具噬菌體基因數(shù)量少，結(jié)構(gòu)比細(xì)菌和高等細(xì)胞簡單得多，而且容易獲得大量的突變體，因此成為研究基因復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、重組、表達(dá)調(diào)控機(jī)制等的重要工具。細(xì)菌感染的診斷與治療噬菌體感染相應(yīng)的細(xì)菌后，在適宜培養(yǎng)條件下，能迅速繁殖，產(chǎn)生大量噬菌體的子代。應(yīng)用噬菌體效價增長試驗(yàn)可檢測標(biāo)本中的相應(yīng)細(xì)菌。放線菌屬放線菌屬多為致病菌，只有基內(nèi)菌絲，無氣生菌絲，也不形成孢子。一般為厭氧菌或兼性厭氧菌。小單孢菌屬該屬多為好氧性腐生菌，能利用各種氮化物和糖類。大多數(shù)分布在土壤或湖底泥土中，堆肥和廄肥中也不少。諾卡氏菌屬該屬又稱原放線菌屬，有些種能產(chǎn)生抗生素（如利福霉素、蟻霉素等），也可用于石油脫蠟及污水凈化中脫氰等。鏈霉菌屬鏈霉菌屬有1

000多種。據(jù)統(tǒng)計(jì)，由鏈霉菌屬產(chǎn)生的抗生素占由放線菌產(chǎn)生的抗生素的90%以上。鏈孢囊菌屬此屬菌約有15種以上，其中不少種可產(chǎn)生廣譜抗生素。（一）螺旋體是一類細(xì)長、柔軟、螺旋狀、運(yùn)動活潑的原核細(xì)胞型微生物。致病的3個屬：密螺旋體屬疏螺旋體屬鉤端螺旋體屬性傳播疾病和自然疫原性疾病。（二）立克次氏體

是一類嚴(yán)格細(xì)胞內(nèi)寄生的原核細(xì)胞型微生物，生物學(xué)性狀與細(xì)菌類似。

對人致病的有立克次體屬、柯克斯體屬、東方體屬、埃立克體屬與巴通體屬。共同特點(diǎn)多是人畜共患病的病原體以節(jié)肢動物為媒介或作為寄生宿主或儲存宿主大小介于病毒和一般細(xì)菌之間，革蘭染色陰性含有DNA和RNA，以二分裂方式繁殖專性細(xì)胞內(nèi)寄生對多種抗生素敏感（三）支原體支原體是一類沒有細(xì)胞壁的原核細(xì)胞型微生物。細(xì)胞膜含膽固醇，可通過除菌濾器，二分裂繁殖，是目前所知的能在無生命培養(yǎng)基中生長繁殖的最小微生物。革蘭氏陰性，不易著色，常以姬姆薩染色法染色，細(xì)胞呈淡紫色。支原體的生長不受能抑制細(xì)胞壁合成的抗生素如青霉素、環(huán)絲氨酸等的影響，但對干擾蛋白質(zhì)合成的土霉素、四環(huán)素等很敏感。對溶菌酶也無反應(yīng)。支原體廣泛分布于土壤、污水、溫泉或其他溫?zé)岘h(huán)境以及昆蟲、脊椎動物和人體中，只有少數(shù)能致病。支原體還經(jīng)常污染實(shí)驗(yàn)室用來作為培養(yǎng)的傳代細(xì)胞。（四）衣原體衣原體是一類能通過細(xì)菌濾器，嚴(yán)格細(xì)胞內(nèi)寄生，有獨(dú)特發(fā)育周期的原核細(xì)胞型微生物。沙眼衣原體、肺炎衣原體和鸚鵡熱衣原體可引起人類疾病。共同特點(diǎn)

體積大于病毒，約250~500nm，在光學(xué)顯微鏡下可以見到。含有DNA和RNA。

具有細(xì)胞壁，但無肽聚糖，只含微量的胞壁酸，由二硫鍵連接的多肽作為支架。對多種抗生素敏感。

具有一些酶類，但缺乏產(chǎn)生代謝能量的作用，要由宿主細(xì)胞提供。能在雞胚卵黃囊及多種細(xì)胞中生長繁殖有獨(dú)特發(fā)育周期，僅在活細(xì)胞內(nèi)以二分裂方式繁殖。試比較原核微生物和真核微生物的區(qū)別。細(xì)菌有哪幾種基本形態(tài)？其中球菌的空間排列方式有幾種？簡述細(xì)菌一般結(jié)構(gòu)和特殊結(jié)構(gòu)各部分結(jié)構(gòu)的名稱和生理功能。簡述革蘭氏染色的原理。什么叫莢膜？簡述其化學(xué)成分和類型。什么叫鞭毛？簡述其化學(xué)成分和著生方式。如何判斷某一細(xì)菌是否長有鞭毛？什么叫芽孢？研究芽孢有何理論和實(shí)際意義？什么叫菌落？試比較四大類微生物的細(xì)胞形態(tài)和菌落特點(diǎn)。試比較細(xì)菌、放線菌、酵母菌、霉菌和病毒的繁殖方式。霉菌菌絲可以分化成哪幾種類型？簡要介紹其功能。試述病毒的主要化學(xué)組成及其功能。病毒核酸有哪些類型和結(jié)構(gòu)特征?簡述噬菌體的生物學(xué)特性。舉例說明病毒（噬菌體）的應(yīng)用。單元三微生物的營養(yǎng)與代謝學(xué)習(xí)目標(biāo)了解微生物的代謝方式及代謝的調(diào)節(jié)。理解微生物的營養(yǎng)類型。掌握微生物的營養(yǎng)要素及功能、微生物吸收營養(yǎng)物質(zhì)的方式、培養(yǎng)基的類型及配制原則。單元三微生物的營養(yǎng)與代謝微生物不斷從外界環(huán)境中吸收營養(yǎng)物質(zhì)，通過新陳代謝將其轉(zhuǎn)化為自身的細(xì)胞物質(zhì)或代謝物，并從中獲得各種生理活動所需要的能量，同時將代謝活動中產(chǎn)生的廢物排出體外。能夠滿足微生物機(jī)體生長、繁殖和完成各種生理活動所必需的物質(zhì)稱為營養(yǎng)物質(zhì)。營養(yǎng)物質(zhì)是微生物生存的物質(zhì)基礎(chǔ)。微生物吸收和利用營養(yǎng)物質(zhì)的過程稱為營養(yǎng)。營養(yǎng)是微生物維持和延續(xù)生命的一種生理過程。項(xiàng)目一微生物的培養(yǎng)主要內(nèi)容一、微生物的營養(yǎng)二、培養(yǎng)基三、營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的方式項(xiàng)目一微生物的培養(yǎng)微生物吸收何種營養(yǎng)物質(zhì)取決于微生物細(xì)胞的化學(xué)組成，微生物細(xì)胞的化學(xué)組成和其他生物基本一致。在元素組成上，都含有碳、氫、氧、氮和各種礦物質(zhì)元素。

在化合物組成上，都含有水分、碳水化合物、蛋白質(zhì)、核酸、脂質(zhì)類、維生素、無機(jī)鹽等。一、微生物的營養(yǎng)（一）微生物的營養(yǎng)物質(zhì)及其生理功能微生物的營養(yǎng)物質(zhì)：碳源、氮源、能源、無機(jī)鹽、生長因子和水。

1．碳源碳源是在微生物生長過程中為微生物提供碳素來源的物質(zhì)。碳源的生理功能：①提供細(xì)胞物質(zhì)中的碳素來源。構(gòu)成微生物細(xì)胞的碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂類等，代謝產(chǎn)物和細(xì)胞貯藏物

質(zhì)等幾乎都含有碳。②提供微生物生命活動過程中所需的能量。碳源物質(zhì)通過微生物的分解利用，僅20%用于合成細(xì)胞物質(zhì)，其余均被氧化分解并釋放能量。一、微生物的營養(yǎng)根據(jù)碳源的來源不同，可將碳源分為無機(jī)碳源和有機(jī)碳源。無機(jī)碳源有CO2、NaHCO3、CaCO3等，有機(jī)碳源有糖類、醇類、有機(jī)酸、蛋白質(zhì)及其分解物、脂肪和烴類等。實(shí)驗(yàn)室中，最常利用的碳源物質(zhì)是葡萄糖和蔗糖。發(fā)酵工業(yè)上，常利用各種農(nóng)副產(chǎn)品如山芋粉、玉米粉、米糠、麩皮、馬鈴薯、甘薯等各種野生植物的淀粉以及廢糖蜜作為微生物廉價的碳源。這類碳源往往包含了幾種營養(yǎng)要素。一、微生物的營養(yǎng)2．氮源氮源是構(gòu)成微生物細(xì)胞物質(zhì)和代謝產(chǎn)物中的氮素來源。氮源的主要功能是提供合成原生質(zhì)和細(xì)胞其它結(jié)構(gòu)的氮素來源，一般不作為能源；硝化細(xì)菌可利用銨鹽或硝酸鹽作為氮源和能源。氮源種類①空氣中的分子氮：少數(shù)具有固氮能力的微生物（如自生固氮菌、根瘤菌）能利用。②無機(jī)氮化合物：如銨態(tài)氮（NH4+）、硝態(tài)氮（NO3-）和簡單有機(jī)氮（如尿素），絕大多數(shù)微生物均可利用。③有機(jī)氮化合物：絕大多數(shù)寄生性微生物和部分腐生性微生物不能合成某些必須氨基酸，必須以有機(jī)氮化合物作為氮素營養(yǎng)。實(shí)驗(yàn)室中，常以銨鹽、硝酸鹽、尿素、氨基酸、牛肉膏、蛋白胨、酵母浸膏等簡單氮化合物作為氮源。發(fā)酵生產(chǎn)中，常以花生餅粉、魚粉、血粉、蠶蛹粉、豆餅粉、玉米漿、麩皮和米糠等復(fù)雜廉價的有機(jī)氮化合物作為氮源。一、微生物的營養(yǎng)3．能源能源是指微生物生命活動過程中需要的能量來源物質(zhì)。能源的功能是為微生物提供能量?！舢愷B(yǎng)微生物的碳源即能源，只有在極少數(shù)情況下，氮源作為能源或利用日光作為能源。◆光能自養(yǎng)微生物的能源是光，碳源是CO2?！艋茏责B(yǎng)微生物的能源是NH4+、NO2-、S、H2和Fe2+等還原態(tài)無機(jī)化合物，碳源是CO2。一、微生物的營養(yǎng)4．無機(jī)鹽無機(jī)鹽的生理功能：①構(gòu)成細(xì)胞的組成成分；②參與酶的組成、構(gòu)成酶活性基或激活酶的活性；③調(diào)節(jié)和維持微生物的生長條件；④作為某些自養(yǎng)微生物的能源。微生物對其需要量在10-3~10-4mol/L范圍內(nèi)的元素稱為大量元素或常量元素，如P、S、K、Ca、Na、Mg和Fe等。需要量在10-6~10-8mol/L范圍內(nèi)的元素稱為微量元素，如Co、Zn、Mo、Cu、Mn、Ni和W等。由于這些元素大多以無機(jī)鹽的形式提供，因而稱為無機(jī)鹽或礦質(zhì)元素。培養(yǎng)微生物時，無機(jī)鹽大多可以從培養(yǎng)基的有機(jī)物中得到，一般只需加入適量的硫酸鹽、磷酸鹽或氯化物即可滿足需要，其他無機(jī)鹽一般不需另外添加，自來水和其他營養(yǎng)物中以雜質(zhì)形式存在的數(shù)量就能滿足微生物生長的需要，過量添加反而會產(chǎn)生抑制甚至毒害。一、微生物的營養(yǎng)5．生長因子生長因子是指微生物生長所必需且需要量很少、但微生物自身不能合成或合成量不能滿足機(jī)體需要的有機(jī)化合物，又稱生長因素。廣義的生長因子有氨基酸、維生素、嘌呤和嘧啶堿基及其衍生物等，狹義的生長因子僅指維生素。生長因子的功能：構(gòu)成細(xì)胞的組成成分，如嘌呤、嘧啶構(gòu)成核酸；調(diào)節(jié)新陳代謝，維持生命的正?；顒?，如多種維生素是各種酶的輔酶或輔基。微生物對生長因子的需要有三種類型：①不需要補(bǔ)充，多數(shù)真菌、放線菌和不少細(xì)菌都屬這類；②需要補(bǔ)充，如各種乳酸菌、動物致病菌等等；③能合成并大量分泌某些微生素等生長因子。在實(shí)驗(yàn)室或?qū)嶋H生產(chǎn)中，常用酵母膏、蛋白胨、牛肉膏、馬鈴薯汁、玉米漿、麥芽汁或其他動植物浸出液等天然物質(zhì)作為生長因子的來源以滿足微生物的需要，因此在此類培養(yǎng)基中一般不必另外補(bǔ)充。一、微生物的營養(yǎng)6．水水的生理功能：①微生物細(xì)胞物質(zhì)的組成成分；②細(xì)胞中營養(yǎng)物質(zhì)和代謝產(chǎn)物的溶劑與運(yùn)輸介質(zhì)；③細(xì)胞中各種生化反應(yīng)必須以水為介質(zhì)才能完成；④水的比熱高，是熱的良好導(dǎo)體，能有效吸收代謝過程中產(chǎn)生的熱量并及時將熱散發(fā)出體外，有利于維持細(xì)胞內(nèi)溫度和保持環(huán)境溫度的穩(wěn)定；⑤能維持蛋白質(zhì)、核酸等生物大分子結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定和酶的活性；⑥能維持一定的滲透壓，維持細(xì)胞的正常態(tài)。微生物細(xì)胞的含水量很高，細(xì)菌、酵母菌和霉菌的營養(yǎng)體分別為

80%、75%和85%左右，霉菌孢子約39%，細(xì)菌芽孢核心部分含水量低于30%。一、微生物的營養(yǎng)（二）微生物的營養(yǎng)類型根據(jù)碳源的性質(zhì)不同，微生物可分為自養(yǎng)型微生物和異養(yǎng)型微生物。自養(yǎng)型微生物以CO2為主要碳源或唯一碳源；異養(yǎng)型微生物以有機(jī)物為主要碳源。根據(jù)能源的性質(zhì)不同，微生物可分為光能型微生物和化能型微生物。能利用光能，將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的微生物為光能型微生物；必須利用化合物的氧化還原反應(yīng)產(chǎn)能的微生物為化能型微生物。根據(jù)碳源、能源和氫供體性質(zhì)的不同，微生物可分為光能自養(yǎng)型（光能無機(jī)營養(yǎng)型）、光能異養(yǎng)型（光能有機(jī)營養(yǎng)型）、化能自養(yǎng)型（化能無機(jī)營養(yǎng)型）和化能異養(yǎng)型（化能有機(jī)營養(yǎng)型）四種營養(yǎng)類型（如下表）。一、微生物的營養(yǎng)表 微生物的營養(yǎng)類型*

NH4+、NO2-、S0、H2S、H2、Fe2+等。一、微生物的營養(yǎng)1．光能自養(yǎng)型這類微生物利用光作為生長所需要的能源，以CO2作為唯一碳源或主要碳源。以還原性無機(jī)化合物（如H2O、H2S、Na2S2O3等）為供氫體，還原CO2，生成有機(jī)物質(zhì)。光能自養(yǎng)型微生物主要是一些藍(lán)細(xì)菌、紅硫細(xì)菌、綠硫細(xì)菌等少數(shù)微生物，它們都含有光合色素，能夠進(jìn)行光合作用，將光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能（ATP）供細(xì)胞直接利用。例如藍(lán)細(xì)菌利用H2O作為供氫體，在光照下同化CO2，放出O2；綠硫細(xì)菌和紫硫細(xì)菌以H2S或硫代硫酸鹽等還原態(tài)硫化物作為供氫體，還原CO2，并得到硫。一、微生物的營養(yǎng)2．光能異養(yǎng)型這類微生物利用光作為能源，以有機(jī)碳化合物（甲酸、乙酸、丁酸、甲醇、異丙醇、丙酮酸和乳酸）作為主要碳源和供氫體，但不能以CO2作為主要或唯一的碳源。如，紅螺細(xì)菌利用異丙醇作為供氫體，進(jìn)行光合作用，并積累丙酮。一、微生物的營養(yǎng)3．化能自養(yǎng)型這類微生物的能源來自無機(jī)物氧化所產(chǎn)生的化學(xué)能。碳源是CO2或碳酸鹽。常見的化能自養(yǎng)型微生物有硫（化）細(xì)菌、硝化細(xì)菌、氫細(xì)菌、鐵細(xì)菌、一氧化碳細(xì)菌和甲烷氧化細(xì)菌等。它們分別以還原態(tài)硫化物（S、H2S、S2O32-等）、NH3、NO2-、H2、Fe2+、CO和CH4作為能源。如，亞硝酸細(xì)菌能從氧化氨為亞硝酸中獲得能量，用以還原CO2，形成碳水化合物?；茏责B(yǎng)型微生物可以生活在完全無機(jī)的環(huán)境中，分別氧化各自合適的還原態(tài)的無機(jī)物，一般需消耗ATP，以

取得同化CO2時所需的能量。這類菌的生長速度較為緩慢。一、微生物的營養(yǎng)4．化能異養(yǎng)型這類微生物以有機(jī)化合物為能源，碳源和氫供體也是有機(jī)化合物，即同一種有機(jī)化合物的代謝既可供給能量，也可以供給碳架物質(zhì)。其氮素營養(yǎng)可以是有機(jī)物（如蛋白質(zhì)），也可以是無機(jī)物（如硝酸銨等）?；墚愷B(yǎng)型微生物包括絕大多數(shù)的細(xì)菌、全部放線菌和真菌以及原生動物等?？煞譃楦图纳鷥煞N類型。微生物營養(yǎng)類型的劃分不是絕對的，很多情況下取決于生長環(huán)境。

微生物營養(yǎng)類型的可變性有利于提高微生物對環(huán)境條件的適應(yīng)能力。二、培養(yǎng)基培養(yǎng)基是指經(jīng)人工配制、適合微生物生長繁殖或積累代謝產(chǎn)物的營養(yǎng)基質(zhì)。良好的培養(yǎng)基都應(yīng)具備微生物生長所需要的六大營養(yǎng)要素，且其間的比例合適；能充分發(fā)揮微生物的代謝合成能力，使微生物正常生長達(dá)到最佳的實(shí)驗(yàn)、科研和生產(chǎn)目的。二、培養(yǎng)基（一）配制培養(yǎng)基的原則1．明確培養(yǎng)的目的在設(shè)計(jì)新培養(yǎng)基時，首先要明確培養(yǎng)何種菌、獲取何產(chǎn)物、是用于實(shí)驗(yàn)室科學(xué)研究還是大規(guī)模生產(chǎn)、是進(jìn)行一般研究還是作精細(xì)的生理生化或遺傳學(xué)研究、是用作“種子”培養(yǎng)基還是用作發(fā)酵培養(yǎng)基……培養(yǎng)細(xì)菌、放線菌、酵母菌和霉菌的培養(yǎng)基不同。培養(yǎng)細(xì)菌常用牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基；培養(yǎng)放線菌常用高氏一號培養(yǎng)基；培養(yǎng)酵母常用麥芽汁培養(yǎng)

基；培養(yǎng)霉菌常用馬鈴薯培養(yǎng)基和察氏培養(yǎng)基。病毒等專性寄生菌不能在

人工制備的培養(yǎng)基上生長，必須用雞胚、細(xì)胞培養(yǎng)和動物培養(yǎng)等方法培養(yǎng)。培養(yǎng)自養(yǎng)型微生物的培養(yǎng)基應(yīng)完全是簡單無機(jī)鹽，培養(yǎng)異養(yǎng)型微生物的培養(yǎng)基至少要有一種有機(jī)物作為碳源和能源。實(shí)驗(yàn)室中作一般培養(yǎng)時，選用營養(yǎng)豐富、取材與制備均較方便的天然培養(yǎng)基；進(jìn)行精細(xì)的生理、代謝或遺傳等研究用時，選用合成培養(yǎng)基。發(fā)酵生產(chǎn)上為獲取大量優(yōu)良菌種而制備的種子培養(yǎng)基，除了營養(yǎng)豐富和含氮量較高外，還應(yīng)加入能使菌種適應(yīng)以后發(fā)酵條件的基質(zhì)。二、培養(yǎng)基2．協(xié)調(diào)營養(yǎng)物質(zhì)的配比大多數(shù)異養(yǎng)微生物所需的各營養(yǎng)要素的比例為：水>碳源>氮源>P、S>K、Mg>生長因子，其中碳源和氮源比例（C/N比）最為重要。碳氮比（C/N比）是指培養(yǎng)基中所含C原子的摩爾濃度與N原子的摩爾濃度之比，不同的微生物菌種要求不同的C/N比。如細(xì)菌和酵母菌培養(yǎng)基中的C/N比約為5/1，霉菌培養(yǎng)基中的C/N比約為10/1。還需注意無機(jī)鹽的量及其平衡。很多無機(jī)鹽在低濃度時為微生物生長所必須，但在高濃度時則可能抑制微生物的生長；無機(jī)鹽的比例不適當(dāng)也會影響微生物的生長，如K2HPO4與KH2PO4濃度的比例失調(diào)會影響培養(yǎng)基的緩沖能力。二、培養(yǎng)基3．注意適宜的理化條件（1）pH各類微生物都有它們適宜的生長pH范圍。一般來說，細(xì)菌的最適pH為7.0～8.0，放線菌最適pH

7.5～8.5，酵母菌為pH

3.8～6.0,霉菌為4.0～5.8。微生物在生長繁殖和代謝過程中，引起培養(yǎng)基pH發(fā)生變化，如不適當(dāng)調(diào)節(jié)，就會抑制或殺死自身。因此在配制培養(yǎng)基時，要加入一定的緩沖物質(zhì)，以維持pH的相對恒定，常用的緩沖物質(zhì)主要有磷酸鹽類和碳酸鹽類。①磷酸鹽類：由一氫和二氫磷酸鹽（如K2HPO4與KH2PO4）的等摩爾溶液（pH6.8）組成的磷酸緩沖液，不僅起緩沖作用，還兼有磷源和鉀源作用。②碳酸鈣（CaCO3）：CaCO3在中性環(huán)境中的溶解度極低，加入培養(yǎng)基中后，不影響培養(yǎng)基pH的變化；微生物生長過程中不斷產(chǎn)酸時，CaCO3就會解離，游離出CO32-與H+形成碳酸，緩解培養(yǎng)基pH的降低。大量產(chǎn)酸時，一般加入CaCO3進(jìn)行調(diào)節(jié)。在培養(yǎng)基中還存在一些天然的緩沖系統(tǒng)，如氨基酸、肽、蛋白質(zhì)都屬于兩性電解質(zhì)也可起緩沖劑的作用。二、培養(yǎng)基（2） 透壓絕大多數(shù)微生物適宜于等 溶液中生長。當(dāng)環(huán)境中 透壓低于細(xì)胞原生質(zhì)的 透壓時，細(xì)胞會出現(xiàn)吸水膨脹甚至破裂。當(dāng)環(huán)境 透壓高于原生質(zhì) 透壓時，會導(dǎo)致細(xì)胞膜與細(xì)胞壁分開。當(dāng)培養(yǎng)嗜鹽微生物時，常加入適量NaCl以提高培養(yǎng)基的 透壓，培養(yǎng)嗜 透微生物（如高 酵母）時加入接近飽和量的蔗糖以提高 透壓。二、培養(yǎng)基4．經(jīng)濟(jì)節(jié)約在工業(yè)生產(chǎn)中，選擇培養(yǎng)基的原料時，除了必須考慮容易被微生物利用以及滿足工藝要求外，還應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，應(yīng)盡量減少主糧的利用，采用以副產(chǎn)品代用原材料的方法。例如發(fā)酵工業(yè)生產(chǎn)中碳源的代用方向主要是以纖維水解物、廢糖蜜等代替淀粉、葡萄糖等。氮源的代用方向以花生餅、豆餅等代替黃豆粉、蛋白胨等。根據(jù)微生物對營養(yǎng)要求的不同特點(diǎn)，選擇合適的培養(yǎng)原料，既滿足微生物生長的需要，又能獲得優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的代謝產(chǎn)物，同時也符合增產(chǎn)節(jié)約、因地制宜的效果，是大規(guī)模生產(chǎn)必須遵守的原則。二、培養(yǎng)基（二）培養(yǎng)基的類型1．根據(jù)對培養(yǎng)基成分的了解來分合成培養(yǎng)基 指利用已知化學(xué)成分及數(shù)量的化學(xué)物質(zhì)配制而成的培養(yǎng)基。此類培養(yǎng)基成分精確，重復(fù)性強(qiáng)。一般用于實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的營養(yǎng)代謝、遺傳育種、分類鑒定和生物測定等定量要求較高的研究。缺點(diǎn)是價格較貴、配制麻煩，一般微生物在合成培養(yǎng)基上生長緩慢，不適于大量生產(chǎn)。天然培養(yǎng)基指采用動植物組織或微生物細(xì)胞或它們的提取物或消化產(chǎn)物等天然有機(jī)物配制而成的營養(yǎng)基，無法確切知道其中的成分。此類培養(yǎng)基取材廣泛，營養(yǎng)豐富，配制方便，價格低廉；缺點(diǎn)是其具體成分不清楚，產(chǎn)品成分不穩(wěn)定，不適合于精細(xì)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)。適合配制實(shí)驗(yàn)室用的各種基本培養(yǎng)基及大規(guī)模生產(chǎn)中的種子培養(yǎng)基或發(fā)酵培養(yǎng)基。半合成培養(yǎng)基 既含有天然成分又含有純化學(xué)試劑，稱為半合成培養(yǎng)基。在生產(chǎn)和實(shí)驗(yàn)室中使用最多的是半合成培養(yǎng)基，大多數(shù)微生物都在此類培養(yǎng)基上生長。二、培養(yǎng)基根據(jù)培養(yǎng)基的物理狀態(tài)來分液體培養(yǎng)基各種營養(yǎng)物質(zhì)溶解于水中，呈液體狀態(tài)的培養(yǎng)基。這類培養(yǎng)基有利于微生物的生長和積累代謝產(chǎn)物，常用于實(shí)驗(yàn)室中觀察微生物生長特征和研究生理生化特性以及大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)。固體培養(yǎng)基 呈固體狀態(tài)的培養(yǎng)基。在液體培養(yǎng)基中加入一定量的凝固劑，如瓊脂（1.5%～2.0%）、明膠（5%～12%）等，煮沸冷卻凝結(jié)。固體培養(yǎng)基可用于菌種分離鑒定、菌落計(jì)數(shù)、檢驗(yàn)雜交、選種育種、菌種保藏、抗生素等生物活性物質(zhì)的生物測定，等等。半固體培養(yǎng)基

在液體培養(yǎng)基中加入少量凝固劑（瓊脂量一般為0.2％～

0.7％）制成的半固體狀態(tài)的培養(yǎng)基。半固體培養(yǎng)基呈現(xiàn)出容器倒放時不

致流下、在劇烈振蕩后能破散的狀態(tài)。常用來觀察細(xì)菌的運(yùn)動，鑒定菌種，噬菌體的效價滴定和保存菌種。（1）基礎(chǔ)培養(yǎng)基 指含有一般微生物生長繁殖所需的基本營養(yǎng)物質(zhì)的培養(yǎng)基。牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基是最常用的基礎(chǔ)培養(yǎng)基。二、培養(yǎng)基3．根據(jù)培養(yǎng)基的用途來分（2）富集培養(yǎng)基 培養(yǎng)基中加入目的菌特別需要的營養(yǎng)物質(zhì)而使它們富集以達(dá)到選擇目的。目的菌迅速生長繁殖，而逐漸淘汰其它非目的菌。二、培養(yǎng)基選擇性培養(yǎng)基

在培養(yǎng)基中加入某種化學(xué)物質(zhì)以抑制非目的菌的生長，而促進(jìn)目的菌的生長。常用的抑制物質(zhì)有染料和抗生素。如SS瓊脂培養(yǎng)基，由于加入了膽鹽等抑制劑，對沙門氏菌等腸道致病菌無抑制作用，而對其他腸道細(xì)菌有抑制作用。鑒別培養(yǎng)基

根據(jù)微生物能否利用培養(yǎng)基中某種營養(yǎng)成分，通過指示劑的顯色反應(yīng)，用以鑒別不同微生物的培養(yǎng)基。例如，用于鑒別腸道桿菌中某些細(xì)菌的伊紅美藍(lán)（EMB）是典型的鑒別培養(yǎng)基，大腸桿菌強(qiáng)烈分解乳糖時能產(chǎn)生大量有機(jī)酸，其菌落呈紫黑色有綠色金屬光澤；沙門氏菌和志賀氏菌不發(fā)酵乳糖，而形成無色菌落。3．根據(jù)培養(yǎng)基的用途來分二、培養(yǎng)基表3-2 幾種常用的鑒別培養(yǎng)基三、營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的方式1．單純擴(kuò)散單純擴(kuò)散，又稱被動轉(zhuǎn)運(yùn)或自由擴(kuò)散，是物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞最簡單的一種方式。其特點(diǎn)是物質(zhì)由高濃度區(qū)向低濃度區(qū)擴(kuò)散，是一種單純的物理擴(kuò)散作用，不需要能量。具有非特異性，沒有運(yùn)載蛋白（滲透酶）參與。因此，單純擴(kuò)散不是微生物細(xì)胞吸收營養(yǎng)物質(zhì)的主要方式，一些小分子物質(zhì)，如O2、CO2、水、乙醇、甘油和某些氨基酸，可通過單純擴(kuò)散透過細(xì)胞膜。微生物吸收營養(yǎng)物質(zhì)主要有4種方式。三、營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的方式2．促進(jìn)擴(kuò)散促進(jìn)擴(kuò)散與單純擴(kuò)散相似，也是一種被動的物質(zhì)跨膜運(yùn)輸方式。細(xì)胞膜上的載體蛋白與相應(yīng)的營養(yǎng)物結(jié)合，從高濃度環(huán)境進(jìn)入低濃度環(huán)境，運(yùn)輸過程中不消耗能量。通過促進(jìn)擴(kuò)散進(jìn)入細(xì)胞的營養(yǎng)物質(zhì)主要有氨基酸、單糖、維生素及無機(jī)鹽等。促進(jìn)擴(kuò)散在真核細(xì)胞中要比原核細(xì)胞中更為普遍。三、營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的方式3．主動運(yùn)輸主動運(yùn)輸是微生物吸收營養(yǎng)物質(zhì)的主要方式。通過細(xì)胞膜上的載體蛋白逆濃度梯度運(yùn)輸營養(yǎng)物質(zhì)，在運(yùn)輸過程中需消耗能量。膜上的滲透酶與胞外的營養(yǎng)物質(zhì)特異性結(jié)合，形成復(fù)合體。復(fù)合體旋轉(zhuǎn)180°從膜外轉(zhuǎn)移到細(xì)胞膜內(nèi)表面，消耗能量，使