微生物學(xué)考試重點(diǎn)歸納

1、緒論1.微生物：微生物是一切肉眼看不見或看不清的微小生物的總稱。個(gè)體微小，單細(xì)胞或個(gè)體結(jié)構(gòu)簡單的多細(xì)胞甚至無細(xì)胞結(jié)構(gòu)的低等生物的總稱。通常要用光學(xué)顯微鏡和電子顯微鏡才能看清楚的生物，統(tǒng)稱為微生物。微生物包括細(xì)菌、病毒、霉菌、酵母菌等。（但有些微生物是肉眼可以看見的，像屬于真菌的蘑菇、靈芝等。）分類：原核類：細(xì)菌（真菌類、古生菌）、放線菌、藍(lán)細(xì)菌、支原體、立克次氏體、衣原體真核類：真菌（酵母菌、霉菌）原生動(dòng)物、顯微藻類非細(xì)胞類：病毒、亞病毒（類病毒、阮病毒、擬病毒）2.微生物的五大共性一、體積小，面積大 二、吸收多，轉(zhuǎn)化快， 三、生長旺，繁殖快四、適應(yīng)強(qiáng)，易變異， 五、分布廣，種類多，3微生物的

2、發(fā)展史巴斯德微生物學(xué)奠基人（免疫學(xué)-預(yù)防接種，巴斯消毒法，雁頸瓶實(shí)驗(yàn)）科赫細(xì)菌學(xué)奠基人（科赫法則，證實(shí)了疾病的病原學(xué)說）第一章 原核生物的形態(tài)、構(gòu)造和功能細(xì)菌定義：狹義的細(xì)菌是指一類細(xì)胞細(xì)而短，結(jié)構(gòu)簡單，細(xì)胞壁堅(jiān)韌，多以二等分裂方式繁殖和水生性較強(qiáng)的原核微生物。 廣義的細(xì)菌則是指所有原核生物。1. a細(xì)菌形態(tài)：球菌、桿菌（最常見）、螺旋菌b細(xì)菌細(xì)胞的構(gòu)造細(xì)菌細(xì)胞的基本結(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、質(zhì)粒和儲(chǔ)藏物。特殊結(jié)構(gòu)包括：鞭毛、菌毛、性菌毛、糖被（包括莢膜和粘液層）、芽孢和伴孢晶體等。細(xì)胞壁概念：位于細(xì)胞最外的一層厚實(shí)、堅(jiān)韌的外被，主要由肽聚糖構(gòu)成。 具有固定

3、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)胞生長、分裂、鞭毛運(yùn)動(dòng)所需；3阻止大分子有害物質(zhì)（某些抗生素和水解酶）進(jìn)入細(xì)胞4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缺壁細(xì)胞四類缺壁細(xì)胞aL型細(xì)菌：指那些實(shí)驗(yàn)室或宿主體內(nèi)通過自發(fā)突變而形成的遺傳性穩(wěn)定的細(xì)胞壁缺陷菌株。L型細(xì)菌在固體平板上生長形成煎雞蛋狀小菌落b. 原生質(zhì)體：用人為方法，在細(xì)菌生長培養(yǎng)基中加入抑制細(xì)胞壁合成的物質(zhì)，如青霉素、絲裂霉素C，或用溶菌酶分解掉細(xì)菌的細(xì)胞壁而形成的僅有一層細(xì)胞膜包裹的圓球狀滲透敏感細(xì)胞，一般由革蘭氏陽性細(xì)菌形成c. 球狀體：用溶菌酶、

4、青霉素等處理革蘭氏陰性細(xì)菌形成的去壁不完全的近球狀體。d. 支原體：在長期進(jìn)化過程中形成的、適應(yīng)自然生活條件的無細(xì)胞壁的原核生物。因它的細(xì)胞膜中含有一般原核生物所沒有的甾醇，所以即使缺乏細(xì)胞壁，其細(xì)胞膜仍有較高的機(jī)械強(qiáng)度。 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，其數(shù)目為一至數(shù)十條，具有運(yùn)動(dòng)功能。組成：基體、鉤形鞘、鞭毛絲靠鞭毛絲旋轉(zhuǎn)而動(dòng)，其動(dòng)力來自質(zhì)子動(dòng)力，由細(xì)胞膜內(nèi)外質(zhì)子濃度差和電勢(shì)差決定。芽孢：某些細(xì)菌在其生長發(fā)育后期，在細(xì)胞內(nèi)形成一個(gè)圓形或橢圓形、后壁、含水量低、抗逆性強(qiáng)的休眠構(gòu)造，稱為芽孢。（1）多層膜結(jié)構(gòu)，通透性很差。（2）組分：水分少（5%），DPA（吡啶二羧酸），

5、富含疏水性角蛋白。（3）抗性強(qiáng)：熱、酶解、輻射、藥物。（4）休眠體，新陳代謝幾乎停止，一個(gè)芽 孢產(chǎn)生一個(gè)個(gè)體。芽孢具有高度耐熱性，較新的調(diào)節(jié)皮層膨脹學(xué)說認(rèn)為：芽孢的耐熱性在于芽孢衣對(duì)多價(jià)陽離子和水分的滲透性很差以及皮層的離子強(qiáng)度很高，這就使皮層產(chǎn)生了極高的滲透壓去奪取芽孢核心中的水分。其結(jié)果造成皮層的充分膨脹和核心的高度失水，正是這種失水的核心才賦予了芽孢極強(qiáng)的耐熱性。另一種學(xué)說則認(rèn)為，芽孢皮層中含有營養(yǎng)細(xì)胞所沒有的DPA-Ca，它能穩(wěn)定芽孢中的生物大分子，從而增強(qiáng)了芽孢的耐熱性。伴孢晶體少數(shù)芽孢桿菌在其形成芽孢的同時(shí)，會(huì)在芽孢旁形成一顆菱形或雙錐形的堿溶性性蛋白質(zhì)晶體，稱為伴孢晶體，對(duì)鱗翅目

6、、鞘翅目昆蟲有毒殺作用（少數(shù)芽孢桿菌產(chǎn)生的糖蛋白昆蟲毒素）細(xì)胞壁的化學(xué)組成與結(jié)構(gòu) 細(xì)胞壁的基本骨架肽聚糖 革蘭氏陽性菌的細(xì)胞壁 革蘭氏陰性菌的細(xì)胞壁 革蘭氏染色的基本步驟和機(jī)理 缺壁細(xì)菌1.細(xì)胞壁的基本骨架肽聚糖(peptidoglycan)概念:肽聚糖是由 N-乙酰胞壁酸(NAM)和N-乙酰葡糖胺(NAG)以及少數(shù)氨基酸短肽鏈組成的亞單位聚合而成的大分子復(fù)合體 是真細(xì)菌細(xì)胞壁中的特有成分。.G+與G-菌細(xì)胞壁中肽聚糖的異同G+細(xì)菌的肽聚糖交聯(lián)度高，肽聚糖厚，如枯草桿菌達(dá)40層；G-細(xì)菌的交聯(lián)度低，肽聚糖薄，如大腸桿菌只有1-2層G+與G-菌肽聚糖亞單位的異同四肽上的第三個(gè)氨基酸不同，G+菌為

7、L-賴氨酸，G-菌為內(nèi)消旋-二氨基庚二酸肽間橋不同，G+菌為甘氨酸五肽，G-菌無肽間橋，為肽鍵相連2. 革蘭氏陽性菌的細(xì)胞壁由肽聚糖和磷壁酸組成3.革蘭氏陰性菌細(xì)菌細(xì)胞壁由二層組成，內(nèi)壁厚23nm，化學(xué)組成為肽聚糖、蛋白質(zhì)、脂多糖、類脂磷壁酸為G+菌細(xì)胞壁上的一種酸性多糖,主要成分為甘油磷酸或核糖醇磷酸,有壁磷壁酸和膜磷壁酸兩種。4.革蘭氏染色的基本步驟和機(jī)理革蘭氏染色（Gram stain） 1984年，丹麥醫(yī)生Gram采用革蘭氏染色法細(xì)菌細(xì)胞壁區(qū)分為兩種類型：革蘭氏陰性（G+）和革蘭氏陽性（G-）革蘭氏染色步驟: 1）結(jié)晶紫初染；2）碘液媒染； 3）酒精脫色； 4）番紅復(fù)染革蘭式染色機(jī)制通

8、過結(jié)晶紫液初染和碘液媒染后，在細(xì)菌的細(xì)胞壁以內(nèi)可以形成不溶于水的結(jié)晶紫與碘的復(fù)合物。G+細(xì)菌由于其細(xì)胞壁較厚、肽聚糖網(wǎng)層次多和交聯(lián)致密，故遇脫色劑乙醇（或丙酮）處理時(shí)，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(huì)溶出縫隙，因此能把結(jié)晶紫與碘的復(fù)合物牢牢留在壁內(nèi)，使其保持紫色。反之，G-細(xì)胞因其細(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，這時(shí)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。這時(shí)，再經(jīng)沙黃等紅色染料復(fù)染，就使G-細(xì)菌呈現(xiàn)紅色，而G+細(xì)菌則保留最初的紫色（實(shí)為紫加紅色了）。G+和G-細(xì)胞壁的對(duì)比G菌：細(xì)胞壁

9、厚，肽聚糖網(wǎng)狀分子形成一種透性屏障，當(dāng)乙醇脫色時(shí)，肽聚糖脫水而孔障縮小，故保留結(jié)晶紫-碘復(fù)合物在細(xì)胞膜上。呈紫色。G菌：肽聚糖層薄，交聯(lián)松散，乙醇脫色不能使其結(jié)構(gòu)收縮，其脂含量高,乙醇將脂溶解，縫隙加大，結(jié)晶紫-碘復(fù)合物溶出細(xì)胞壁，番紅復(fù)染后呈紅色。古生菌(Archaea)的細(xì)胞壁古生菌是一類在分子水平上與原核和真核細(xì)胞均有所不同的特殊生物類群，它和真核生物的關(guān)系比與真細(xì)菌的關(guān)系更為密切，是近年來新命名的一類特殊細(xì)菌；如產(chǎn)甲烷菌及大多數(shù)的嗜極菌。 細(xì)胞內(nèi)含物（貯藏物）(1)聚-羥丁酸顆粒(PHB) ：是一種存在于許多細(xì)菌細(xì)胞質(zhì)內(nèi)屬于脂質(zhì)的碳源類貯存物性質(zhì):可用尼羅藍(lán)或蘇丹黑染色， 功能:貯存能

10、量，碳源，可降低滲透壓。（2）異染粒：為無機(jī)偏磷酸聚合物，分子呈線狀。一般在含磷豐富的環(huán)境中形成。具有貯存磷元素和能量，以及降低細(xì)胞滲透壓等功能。鑒定意義：遇甲基胺藍(lán)變紫紅色， 如白喉?xiàng)U菌、鼠疫桿菌、結(jié)核分支桿菌。細(xì)菌的繁殖和培養(yǎng)繁殖1 .裂殖（無性繁殖）： 二分裂法、 三分裂法、復(fù)分裂法 2.芽殖：在母細(xì)胞表面(尤其在其一端)先形成一個(gè)小突起，待長大到與母細(xì)胞相仿后再相互分離并獨(dú)立生活的一種繁殖方式培養(yǎng)1.固體培養(yǎng)基 2.半固體培養(yǎng)基 3.液體培養(yǎng)基菌落：將單個(gè)微生物細(xì)胞或一小堆同種細(xì)胞接種在固體培養(yǎng)基的表面，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，細(xì)胞會(huì)迅速生長繁殖并形成細(xì)菌堆。菌苔

11、微生物密集生長所形成的。其作用是可用來保存菌種。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。 放線菌菌絲具有G+菌細(xì)胞壁絲狀細(xì)胞，沒有間隔，為多核體。可分為基內(nèi)菌絲和氣生菌絲。1. 基內(nèi)菌絲培養(yǎng)基內(nèi)匍匐生長的菌絲，無隔。 通常會(huì)產(chǎn)生水溶性或脂溶性色素.功能：吸收營養(yǎng)，所以又稱營養(yǎng)菌絲2. 氣生菌絲由營養(yǎng)菌絲長出培養(yǎng)基外，伸向空間的菌絲。略粗于基絲0.5-1.2m，也有色素產(chǎn)生。 功能：氣生菌絲生長到一定階段可分化出繁殖結(jié)構(gòu)，即孢子絲藍(lán)細(xì)菌營養(yǎng)特點(diǎn): 藍(lán)細(xì)菌含有三種光合色素：葉綠素a、類胡蘿卜素，進(jìn)行產(chǎn)氧的光合作用，利用光能同化CO2生長，因此在自然界分布廣泛; 有

12、些藍(lán)細(xì)菌產(chǎn)生毒素；有些藍(lán)細(xì)菌能與真菌、莖蘚、蕨類形成共生體：如藍(lán)細(xì)菌和真菌共生形成地衣。運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)： 沒有鞭毛，借助粘液在固體基質(zhì)表面上滑行。繁殖方式：沒有有性生殖，單細(xì)胞藍(lán)細(xì)菌靠細(xì)胞分裂繁殖；絲狀靠菌絲片斷繁殖。特化細(xì)胞 異形胞：位于細(xì)胞鏈的中間或末端，大、色淺、壁厚，是固氮場(chǎng)所。第二章 真核微生物的形態(tài)和構(gòu)造真核生物： 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(shí)存在葉綠體等細(xì)胞器的生物的總稱。 酵母菌酵母菌是一群能發(fā)酵糖類的各種單細(xì)胞的真核微生物 (真菌) 。繁殖方式：無性繁殖（為主） 有性繁殖有性(產(chǎn)子囊孢子)：如Saccharomyces(酵母屬)、 Zygosacch

13、aromyces(接合酵母屬)等有 酵母菌的繁殖方式無性芽殖：各屬酵母中都存在裂殖：在Schizosaccharomyces(裂殖酵母屬)中存在產(chǎn)無性孢子節(jié)孢子：Geotricum(地霉屬)產(chǎn)生擲孢子Sporobolomyces(擲孢酵母屬)中存在厚垣孢子：Candida albicans產(chǎn)生1.芽殖出芽生殖:形成的子細(xì)胞也稱芽孢子。 可有多邊芽殖、兩端出芽、三邊出芽等。 環(huán)境適宜時(shí)，可出現(xiàn)芽簇、假菌絲。 為酵母菌的主要繁殖方式，芽殖過程：母細(xì)胞形成小突起（AD） 核裂（EG） 原生質(zhì)分配（HI） 新膜形成（JK 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。在快速生

14、長期，細(xì)胞可以分裂而不分開形成細(xì)胞鏈假菌絲。酵母菌的生活史上代個(gè)體經(jīng)一系列生長、發(fā)育階段而產(chǎn)生下一代個(gè)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. 單雙倍體型單雙倍體型(以啤酒酵母為代表)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(gè)階段同等重要,形成世代交替1、子囊孢子發(fā)芽2、單倍體營養(yǎng)細(xì)胞出芽繁殖3、接合形成二倍體4、二倍體營養(yǎng)細(xì)胞出芽繁殖5、減數(shù)分裂 (以醋酸鹽為唯一或主要碳源，同時(shí)缺乏氮源條件下)，形成子囊、子囊孢子6、子囊經(jīng)過自然

15、 (酶法，蝸牛消化酶) 或人工破壁 (機(jī)械法，硅藻石蠟油研磨破壁) 后，釋放子囊孢子單倍體型以八孢裂殖酵母為代表特點(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，因?yàn)殡p倍體階段短，一經(jīng)生成立即減數(shù)分裂。l 1、單倍體營養(yǎng)細(xì)胞裂殖方式進(jìn)行無性繁殖l 2、不同營養(yǎng)細(xì)胞接觸后形成接合管，發(fā)生質(zhì)配后即行核配，兩個(gè)細(xì)胞連成一體l 3、二倍體的核分裂3次，第一次減數(shù)分裂l 4、形成 8 個(gè)單倍體的子囊孢子l 5、子囊破裂，釋放子囊孢子雙倍體型(以路德類酵母為代表)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

16、不能獨(dú)立生活。1、兩個(gè)不同性別的單倍體子囊孢子在孢子囊內(nèi)成對(duì)接合，并發(fā)生質(zhì)配和核配；2、接合后的二倍體細(xì)胞萌發(fā)，穿破子囊壁；3、二倍體的營養(yǎng)細(xì)胞可獨(dú)立生活，通過芽殖進(jìn)行無性繁殖；4、二倍體的核發(fā)生減數(shù)分裂，營養(yǎng)細(xì)胞成為子囊，其中形成4個(gè)單倍體子囊孢子孢囊孢子 某些低等真菌的菌絲生長到一定時(shí)候，菌絲頂端膨大成孢子囊，囊內(nèi)的原生質(zhì)分割成許多小塊，每小塊至少包有一個(gè)細(xì)胞核，并產(chǎn)生細(xì)胞壁，當(dāng)孢子囊壁破裂后從中釋放出大量的孢囊孢子絲狀真菌-霉菌 霉菌（mold）即會(huì)引起物品霉變的真菌，通常指那些菌絲體比較發(fā)達(dá)而又不產(chǎn)生大型子實(shí)體的真菌。營養(yǎng)菌絲體的特化形態(tài)吸器：某些寄生性真菌的菌絲伸入到寄主細(xì)胞中形成結(jié)

17、狀、圈狀或叢枝狀的結(jié)構(gòu)，用以吸收寄主營養(yǎng)假根:是根霉屬（Rhizopus）真菌的匍匐枝與基質(zhì)接觸處分化形成的根狀菌絲。功能：固定和吸收營養(yǎng)氣生菌絲體的特化形態(tài)子實(shí)體：由真菌的營養(yǎng)菌絲和生殖菌絲相互纏結(jié)而成的一定形狀的產(chǎn)孢結(jié)構(gòu)，如蘑菇的子實(shí)體為傘狀真菌的無性繁殖：分裂繁殖：某些酵母菌如裂殖酵母（Schizosaccharomyces)以分裂方式繁殖出芽繁殖：是酵母菌進(jìn)行繁殖的主要方式菌絲片斷繁殖：絲狀真菌的任何一小端菌絲都可以發(fā)育成一個(gè)群體無性孢子繁殖：是霉菌進(jìn)行繁殖的主要方式，有如下幾種：霉菌的無性繁殖：菌絲片斷繁殖：絲狀真菌的任何一小端菌絲都可以發(fā)育成一個(gè)群體無性孢子繁殖：是霉菌進(jìn)行繁殖的主

18、要方式，有如下幾種：(1)厚垣孢子 (Chlamydospores )：某些絲狀真菌生長發(fā)育到一定時(shí)候，當(dāng)遇到不良環(huán)境條件時(shí)，細(xì)胞中的原生質(zhì)聚集成圓形，細(xì)胞壁加厚形成厚壁休眠體（2）節(jié)孢子: 某些絲狀真菌生長發(fā)育到一定時(shí)候，由菌絲的橫隔膜處斷裂而成的短柱狀、筒狀或兩端稍鈍圓的細(xì)胞（3）分生孢子：某些真菌的菌絲分化產(chǎn)生分生孢子梗或分生孢子器，由分生孢子?；蚍稚咦悠鞣只a(chǎn)生一個(gè)或一串或一簇的外生分生孢子（4）孢囊孢子： 某些低等真菌的菌絲生長到一定時(shí)候，菌絲頂端膨大成孢子囊，囊內(nèi)的原生質(zhì)分割成許多小塊，每小塊至少包有一個(gè)細(xì)胞核，并產(chǎn)生細(xì)胞壁，當(dāng)孢子囊壁破裂后從中釋放出大量的孢囊孢子（5）游動(dòng)孢子

19、：游動(dòng)孢子產(chǎn)生在由菌絲膨大而成的游動(dòng)孢子囊內(nèi)，孢子常為圓形、洋梨形或腎形，具一根或兩根鞭毛能游動(dòng)；鞭毛的結(jié)構(gòu)為92型真菌的有性繁殖真菌有性繁殖通過產(chǎn)生有性孢子來進(jìn)行，有性孢子通過兩個(gè)親本的性細(xì)胞的結(jié)合而形成。一般經(jīng)過質(zhì)配、核配和減數(shù)分裂三個(gè)階段質(zhì)配：兩個(gè)配偶細(xì)胞的原生質(zhì)和核融于一個(gè)細(xì)胞內(nèi)，但兩個(gè)核不結(jié)合，每個(gè)核的染色體數(shù)單倍核配：兩個(gè)核結(jié)合成一個(gè)細(xì)胞核，核染色體數(shù)量是雙倍體減數(shù)分裂：經(jīng)過一定發(fā)展階段，雙倍體核的細(xì)胞通過減數(shù)分裂，染色體數(shù)恢復(fù)到單倍酵母菌的有性孢子是子囊孢子有性繁殖產(chǎn)生卵孢子、接合孢子、子囊孢子和擔(dān)孢子（1）卵孢子 ：在某些低等真菌中，真菌的菌絲生長發(fā)育到一定階段分化產(chǎn)生大小不同

20、的藏卵器和雄器。雄器和藏卵器配合后，產(chǎn)生卵孢子(2）接合孢子：是接合菌亞門的某些真菌生長發(fā)育到一定時(shí)候由菌絲分化出的不同性別的配子囊經(jīng)接合后產(chǎn)生的有性孢子；接合孢子的產(chǎn)生有同宗配合和異宗配合（3）子囊孢子： 子囊菌亞門真菌菌絲生長發(fā)育到一定階段后，由同一菌絲或相鄰的兩菌絲上分化的大小和形狀不同的性細(xì)胞，性細(xì)胞受精形成造囊絲，造囊絲減數(shù)分裂產(chǎn)生子囊，內(nèi)含子囊孢子（4）擔(dān)孢子: 擔(dān)孢子著生在擔(dān)子上，是擔(dān)子菌亞門的真菌形成的有性孢子酵母菌的菌落特征:酵母菌菌落特征和細(xì)菌相似，表面濕潤，粘稠，比細(xì)菌菌落大而厚，多呈乳白色，蠟質(zhì)狀，但比細(xì)菌菌落厚，一般有酒味。有的菌種培養(yǎng)時(shí)間長時(shí)表面皺縮。霉菌的菌落：霉

21、菌的菌落較大，質(zhì)地疏松，外觀干燥，多為蛛網(wǎng)狀、絨毛狀、棉絮狀或氈狀，不易挑取，菌落的正面和反面以及邊緣與中央的顏色、構(gòu)造常不一致，由于孢子的顏色使菌落呈各種顏色四大類微生物菌落和細(xì)胞形態(tài)特征的比較第 三 章 病毒和亞病毒分子病毒(virus)：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)是一種只含DNA或RNA的遺傳因子，它們能以感染態(tài)和非感染態(tài)兩種狀態(tài)存在。 病毒粒子(viron)：指宿主細(xì)胞外，形態(tài)成熟的、結(jié)構(gòu)完整的和有感染性的病毒個(gè)體。又稱病毒顆粒(virus particle)或病毒體、病毒粒。烈性噬菌體：指能夠裂解宿主細(xì)胞的噬菌體.溫和噬菌體：噬菌體感染細(xì)胞后，

22、將其核酸整合（附著）到細(xì)菌染色體上，導(dǎo)致溶源性發(fā)生的噬菌體。烈性噬菌體的生活周期1. 吸附 2. 侵入 3. 復(fù)制 4. 裝配 5. 裂解(釋放)病毒效價(jià)：指單位體積(ml)病毒懸液的感染單位數(shù)目(IUml)或稱毒力 ；噬菌體效價(jià)（pfu) ：又稱噬菌斑形成單位數(shù)指單位體積試樣中所含有的具侵染性的噬菌體粒子數(shù)。一步生長曲線：以培養(yǎng)時(shí)間為橫坐標(biāo),以噬菌斑數(shù)為縱坐標(biāo),繪制成的曲線。經(jīng)過一步生長實(shí)驗(yàn)后,得到的有潛伏期、裂解期的特征性曲線。潛伏期A、曲線平行于橫軸，未裂解液中的噬菌體數(shù)無變化。 B、樣品中無游離的P。 C、此期為病毒復(fù)制所需的最短時(shí)間。為病毒復(fù)制的特征性數(shù)據(jù)。 噬菌體以分鐘計(jì)；動(dòng)植物病

23、毒以小時(shí)、天計(jì)。裂解期A、曲線直線上升。 B、子代噬菌體不斷釋放到培養(yǎng)基中。穩(wěn)定期A、曲線呈一個(gè)平頂。 B、感染細(xì)胞復(fù)制的子代噬 菌體全部釋放，噬菌斑數(shù)穩(wěn)定，一次感染結(jié)束。溫和phage的溶源反應(yīng)整合感染：1. 溫和噬菌體：能導(dǎo)致溶源性反應(yīng)噬菌體e。 1）特點(diǎn)：a、均為dsDNA。 b、不同噬菌體與宿主DNA的結(jié)合位點(diǎn)不同。 2）狀態(tài)：a、游離態(tài)，胞外游離的病毒粒子。 b、整合態(tài)，前噬菌體（prophage)： 即整合 在宿主DNA上的或附著在宿主細(xì)胞內(nèi)的噬菌體DNA。 c、營養(yǎng)態(tài)，可產(chǎn)生噬菌體DNA 和蛋白質(zhì)。2.溶源性概念：1)溫和噬菌體的侵入并不引起宿主細(xì)胞裂解的現(xiàn)象;2)在大多數(shù)情況下

24、，溶源性細(xì)菌內(nèi)溫和噬菌體基因組整合于宿主細(xì)菌染色體中;3)隨之復(fù)制傳至后代的特性3、溶源性細(xì)菌1）概念：染色體上整合有原噬菌體的細(xì)菌叫溶源性細(xì)菌, 可進(jìn)行正常生長繁殖,而不被裂解。2）特點(diǎn)： a.可穩(wěn)定遺傳 b.可誘導(dǎo)裂解:用化學(xué)、物理誘導(dǎo); c. 可自發(fā)裂解:10-210-5 d.具有“免疫性”: e.可復(fù)愈:自然遺失前噬菌體;f.溶源轉(zhuǎn)變：產(chǎn)生新的生理特征.亞病毒：凡在核酸和蛋白質(zhì)兩種成分中，只含其中一種的分子病原體。朊病毒：是一類能侵染動(dòng)物的并在宿主細(xì)胞內(nèi)復(fù)制的小分子無免疫性的疏水蛋白質(zhì),亦稱蛋白質(zhì)感染因子可引起中樞神經(jīng)系統(tǒng)退化性紊亂疾病，如:克雅氏綜合癥(Creatzfeldt-Jok

25、ob disease);庫魯病(Kura disease); 羊瘙癢病(Scrapie);致死性家族失眠癥;瘋牛病等.第 四 章 微生物的營養(yǎng)和培養(yǎng)基營養(yǎng)物質(zhì)及其功能碳素養(yǎng)料 (碳源)；一切能滿足微生物生長繁殖所需碳元素的營養(yǎng)源。氮素養(yǎng)料 (氮源)；凡能提供微生物生長繁殖所需氮元素的營養(yǎng)源。能源;能為微生物生命活動(dòng)提供最初能量來源的營養(yǎng)物或輻射能。生長因子；是一類對(duì)調(diào)節(jié)微生物正常代謝所必需，但不能用簡單的碳、氮源自行合成的微量有機(jī)物。礦質(zhì)元素養(yǎng)料 (無機(jī)鹽)；主要為微生物提供除碳、氮源以外的各種重要元素。水分碳源的作用：1.碳素化合物是構(gòu)成機(jī)體中有機(jī)物分子的骨架。2.碳素化合物是大多數(shù)微生物的

26、能源。3.構(gòu)成微生物代謝產(chǎn)物的分子骨架。氮源的作用：1）合成細(xì)胞中含氮物，如蛋白質(zhì)、核酸等；2）少數(shù)可作為能源物質(zhì)。生長因子功能：構(gòu)成某些酶的輔基 核酸組分無機(jī)鹽功能：1、構(gòu)成細(xì)胞結(jié)構(gòu)組分；2、作為酶組分或活化劑； 3、參與能量傳遞或提供能源；4、維持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性； 5、調(diào)節(jié)滲透壓。水分功能：1）溶劑與運(yùn)輸介質(zhì)的作用2）參與一系列化學(xué)反應(yīng)3）維持大分子天然構(gòu)象4) 傳熱快，比熱高，熱容量大等物理性質(zhì)，有利于調(diào)節(jié)細(xì)胞溫度和保持環(huán)境溫度穩(wěn)定5) 維持自身正常形態(tài)6) 通過水合作用和脫水作用,控制由多亞基組成的結(jié)構(gòu)微生物的營養(yǎng)類型 營養(yǎng)類型電子供體 碳源能 源 例 樣光能無機(jī)自養(yǎng)型H2, H2S, S

27、,H2O CO2光能著色細(xì)菌，藍(lán)細(xì)菌，藻類光能有機(jī)異養(yǎng)型有機(jī)物有機(jī)物光能紅螺細(xì)菌化能無機(jī)自養(yǎng)型H2, H2S, Fe2+ , NH3或NO2- CO2化學(xué)能(無機(jī)物氧化)氫細(xì)菌，硫桿菌，硝化細(xì)菌，大多數(shù)產(chǎn)甲烷菌化能有機(jī)異養(yǎng)型有機(jī)物有機(jī)物化學(xué)能(有機(jī)物氧化)大多數(shù)微生物,原生動(dòng)物微生物吸收營養(yǎng)物質(zhì)的方式l 簡單擴(kuò)散（Simple diffusion)l 促進(jìn)擴(kuò)散（Facilitated diffusion）l 主動(dòng)運(yùn)送（Active transport）l 基團(tuán)移位（Group translocation)簡 單 擴(kuò) 散l 物質(zhì)擴(kuò)散的動(dòng)力: 膜內(nèi)外的濃度差l 特點(diǎn)：不消耗能量,不需載體不發(fā)生化學(xué)

28、變化非特異性。僅依膜上小孔的大小和形狀對(duì)被擴(kuò)散的物質(zhì)分子的大小和形狀具有選擇性l 被運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)是小分子量和脂溶性物，水，氣體、甘油和某些離子促 進(jìn) 擴(kuò) 散借助膜上的載體蛋白， 具有高度的立體專一性。 載體蛋白能促進(jìn)物質(zhì)運(yùn)輸， 但不能進(jìn)行逆濃度梯度運(yùn)輸。l 常見于真核微生物，如厭養(yǎng)生活的酵母菌中。l 特點(diǎn)：需要特異性的載體蛋白不消耗能量可加快運(yùn)輸速度，但不能逆濃度運(yùn)輸參與運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)的本身的分子結(jié)構(gòu)不發(fā)生變化主 動(dòng) 運(yùn) 送l 有特異性的載體蛋白參與l 需要消耗能量l 逆濃度梯度運(yùn)輸l 微生物的主要物質(zhì)運(yùn)輸方式基團(tuán)轉(zhuǎn)位l 一種主動(dòng)運(yùn)輸類型l 需復(fù)雜的運(yùn)輸酶系參與l 底物在運(yùn)輸過程發(fā)生化學(xué)變化l 主要

29、存在于厭養(yǎng)和兼性厭養(yǎng)細(xì)菌中l(wèi) 主要用于糖及脂肪酸、核苷、堿基等物質(zhì)的運(yùn)輸，如葡萄糖一、設(shè)計(jì)培養(yǎng)基的原則：1.選擇適宜的營養(yǎng)物質(zhì)2.營養(yǎng)物質(zhì)濃度及配比合適（C/N）3.控制pH條件4.控制氧化還原電位（redox potential）5.原料來源的選擇6.滅菌處理不同的微生物所需培養(yǎng)基不同細(xì)菌牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基 放線菌高氏一號(hào)培養(yǎng)基酵母菌麥芽汁培養(yǎng)基 霉菌查氏培養(yǎng)基培養(yǎng)基的類型及應(yīng)用：（一） 按營養(yǎng)物質(zhì)來源不同：天然培養(yǎng)基 合成培養(yǎng)基 半合成培養(yǎng)基天然培養(yǎng)基：用化學(xué)成分還不清或化學(xué)組分不恒定的天然有機(jī)物配制成的培養(yǎng)基。 如：麩皮培養(yǎng)基、肉浸汁、牛奶等。特點(diǎn)：1）成分復(fù)雜，但營養(yǎng)全面豐富，適用微生

30、物的生長；2）來源廣泛，價(jià)格低廉，所以常用。 合成培養(yǎng)基：由化學(xué)成分完全了解的物制而成的培養(yǎng)基，所含成分的性質(zhì)和數(shù)量已知。如：高氏一號(hào)、查氏培養(yǎng)基特點(diǎn)：成分精確，重復(fù)性強(qiáng)，微生物生長發(fā)育一致，但價(jià)格貴，適用于科研、菌種選育等半合成培養(yǎng)基: 在合成培養(yǎng)基中加入某種天然成分配制 如：土豆蔗糖培養(yǎng)基、葡萄糖肉汁培養(yǎng)基等。按用途分:1.選擇性培養(yǎng)基：是將某種或某類微生物從混雜的微生物群體中分離出來的培養(yǎng)基。如：l 根據(jù)碳、氮源的特殊要求不同； 纖維素培養(yǎng)基分離產(chǎn)纖維素酶的菌。l 根據(jù)對(duì)某種化學(xué)物質(zhì)敏感性不同：在培養(yǎng)基中加入某種抑菌劑，可殺死某些微生物，對(duì)所需微生物無影響，使之得以增殖。 加抗生素分離真

31、菌；加1%酚分離放線菌l 應(yīng)用：提高所需微生物的分離效率。2. 鑒別培養(yǎng)基(Differential medium) :指含有某種代謝產(chǎn)物指示劑的培養(yǎng)基，可使不同微生物經(jīng)培養(yǎng)后出現(xiàn)顯著差別。如：伊紅美蘭培養(yǎng)基；糖發(fā)酵培養(yǎng)基；明膠液化等。用于快速鑒別微生物。第五章 微生物的新陳代謝新陳代謝：是推動(dòng)生物一切生命活動(dòng)的動(dòng)力源和各種生命物質(zhì)的“加工廠”，是活細(xì)胞中一切有序化學(xué)反應(yīng)的總和。通常分成分解代謝和合成代謝。合成代謝(同化作用)：在合成酶系催化作用下，由簡單小分子、ATP形式的能量和H形式的還原力一起合成復(fù)雜生物大分子的過程。分解代謝(異化作用):復(fù)雜的有機(jī)物分子通過分解代謝酶系的催化，產(chǎn)生簡單

32、小分子、ATP形式的能量和還原力的過程。一 化能異養(yǎng)微生物的生物氧化生物氧化：發(fā)生在活細(xì)胞內(nèi)的一系列產(chǎn)能性氧化反應(yīng)。 氧化的形式包括：得氧、脫氫和失去電子。 過程包括脫氫(電子)、遞氫(電子)和受氫(電子)3個(gè)階段。 功能：產(chǎn)ATP，H，小分子中間代謝產(chǎn)物。 類型：有氧呼吸、無氧呼吸和發(fā)酵。（一）底物脫氫的4條途徑1） EMP途徑（占大多數(shù),又稱糖酵解途徑）葡萄糖經(jīng)10步反應(yīng)后生成2分子丙酮酸、2分子NADH+H+，2分子ATP。（即相當(dāng)于8個(gè)ATP）總式：葡萄糖+2NAD+2Pi+2ADP2丙酮酸+2NADH+2H+2ATP+2H2OEMP 途 徑 的 意 義供應(yīng)ATP形式的能量和NADH2

33、形式的還原力為生物合成代謝提供多種中間代謝產(chǎn)物是連接三羧酸循環(huán)（TCA）、HMP途徑和ED途徑的橋梁通過逆向反應(yīng)可進(jìn)行多糖合成EMP途徑與人類的關(guān)系：乙醇、乳酸、甘油、丙酮和丁醇的發(fā)酵2） HMP途徑（戊糖磷酸途徑）葡萄糖通過該途徑被徹底氧化，產(chǎn)生ADPH+H+及多種中間代謝產(chǎn)物。總反應(yīng)式：6葡萄糖-6-磷酸+12NADP+6H2O 5葡萄糖-6-磷酸+12NADPH+12H+6CO2+PiHMP途徑的意義1.供應(yīng)合成原料 戊糖磷酸：核酸、NADP、FAD、 CoA等 赤蘚糖-4-磷酸：芳香族氨基酸2.產(chǎn)還原力：產(chǎn)生大量NADPH2形式的還原力3.作為固定CO2的中介：是光能自養(yǎng)微生物和化能自

34、養(yǎng)微生物固定CO2的重要中介。核酮糖-5-磷酸4.擴(kuò)大碳源利用范圍：為微生物利用C3C7多種碳源提供了必要的代謝途徑。5.連接EMP途徑：通過與EMP途徑的連接（在果糖-1,6-二磷酸，甘油醛-3-磷酸處），可為生物提供更多的戊糖。3） ED途徑 是存在于某些缺乏EMP途徑的微生物中的一種替代途徑，葡萄糖經(jīng)4步反應(yīng)后，生成丙酮酸、ATP、NADPH2、NADH2。反應(yīng)式：葡萄糖+NAD+NADP+Pi+ADP 2丙酮酸+NADH+H+ +NADPH+H+ATP特點(diǎn)：特征性反應(yīng): 特征性酶：KDPG酶 終產(chǎn)物2分子丙酮酸的來歷不同 產(chǎn)能效率底：1mol ATP/1mol Glucose4） TC

35、A循環(huán) 丙酮酸經(jīng)10步反應(yīng)徹底氧化、脫羧后，生成ATP,GTP,NADH2和CO2循環(huán)的結(jié)果是乙酰CoA被徹底氧化成CO2和H2O，每氧化1分子的乙酰CoA可產(chǎn)生12分子的ATP，草酰乙酸參與反應(yīng)而本身并不消耗。丙酮酸在進(jìn)入三羧酸循環(huán)之先要脫羧生成乙酰CoA，乙酰CoA和草酰乙酸縮合成檸檬酸再進(jìn)入三羧酸循環(huán)。TCA循環(huán)的重要特點(diǎn)（1）循環(huán)一次的結(jié)果是乙酰CoA的乙?；谎趸癁?分子CO2，并重新生成1分子草酰乙酸；（2）整個(gè)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；（3）為糖、脂、蛋白質(zhì)三大物質(zhì)轉(zhuǎn)化中心樞紐。（4）循環(huán)中的某些中間產(chǎn)物是一些重要物

36、質(zhì)生物合成的前體；（5）生物體提供能量的主要形式；（6）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。如檸檬酸發(fā)酵。（二）遞氫和受氫ATP的產(chǎn)生 經(jīng)上述脫氫途徑生成的NADH、NADPH、FADH等還原型輔酶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，以釋放其化學(xué)潛能。v 根據(jù)受氫體性質(zhì)的不同，生物氧化可分為三種類型： 有氧呼吸 無氧呼吸 發(fā)酵 發(fā)酵廣義發(fā)酵任何利用微生物來生產(chǎn)大量菌體或有用代謝產(chǎn)物或食品飲料的一類生產(chǎn)方式狹義發(fā)酵在無氧等外源受氫體（外源最終電子受體）條件下，底物脫氫以后產(chǎn)生的還原力H未經(jīng)過呼吸鏈傳遞而直接交給某一內(nèi)源中間代謝產(chǎn)物接受，以實(shí)現(xiàn)底物水平

37、磷酸化產(chǎn)能的生物氧化反應(yīng)。 C6H12O6 2CO2+2C2H5OH發(fā)酵的特點(diǎn) 微生物部分氧化有機(jī)物獲得發(fā)酵產(chǎn)物，釋放少量能量； 氫供體與氫受體(內(nèi)源性中間代謝產(chǎn)物)均為有機(jī)物 還原力H不經(jīng)過呼吸鏈傳遞； 產(chǎn)能方式：底物水平磷酸化反應(yīng)。 底物磷酸化：指在發(fā)酵過程中往往伴隨著高能化合物生成，如EMP途徑中的1，3-二磷酸甘油酸和磷酸烯醇氏丙酮酸，其可直接偶聯(lián)ATP和GTP的產(chǎn)生。w 發(fā)酵產(chǎn)能是厭氧和兼性好氧菌獲取能量的主要方式。w 多糖轉(zhuǎn)化為單糖才能用于發(fā)酵。w 微生物直接發(fā)酵的碳源物質(zhì)主要是葡萄糖和其它單糖，以微生物發(fā)酵葡萄糖最為重要。和底物脫氫的途徑有關(guān)的和稱為Stickland反應(yīng)的四類重

38、要發(fā)酵q 由EMP途徑中丙酮酸出發(fā)的發(fā)酵q 通過HMP途徑的發(fā)酵q 通過ED途徑進(jìn)行的發(fā)酵q Stickland反應(yīng)有氧呼吸（aerobic respiration）：是一種最普遍又重要的生物氧化或產(chǎn)能方式。1 特點(diǎn) 有電子傳遞鏈(呼吸鏈)； 因氧化徹底，產(chǎn)能多； 最終電子受體是分子態(tài)的氧； 能量的產(chǎn)生，有底物水平磷酸化，也有電子傳遞水平磷酸化。2 過程 葡萄糖經(jīng)過糖酵解（EMP途徑）作用形成的丙酮酸，丙酮酸進(jìn)入三羧酸循環(huán)(簡稱TCA循環(huán))，被徹底氧化生成CO2和水，同時(shí)釋放大量能量。 無氧呼吸:電子受體為氧化態(tài)的外源無機(jī)鹽類，少數(shù)為有機(jī)氧化物。1 特點(diǎn)：1)電子受體為NO3-、NO2-、SO

39、42-、CO32-、延胡索酸（有機(jī)物）等2)在能量分級(jí)釋放過程中伴隨有磷酸化作用3)生成的能量不如有氧呼吸產(chǎn)生的多4)鬼火（磷化氫） 無氧呼吸和有氧呼吸一樣需要細(xì)胞色素等電子傳遞體，在能量分級(jí)釋放過程中伴隨著磷酸化作用，也能產(chǎn)生很多能量，但只有部分能量隨電子（或H）傳遞給氧化物，而且受體的氧化還原電位差都小于氧氣，使得生成的能量不如有氧呼吸產(chǎn)生得多。 無氧呼吸中電子的傳遞方向：NAD(P)FP（黃素蛋白）Fe.S蛋白有氧呼吸、無氧呼吸與發(fā)酵的比較呼吸類型有氧呼吸無氧呼吸發(fā)酵氧化基質(zhì)有機(jī)物有機(jī)物有機(jī)物最終電子受體O2無機(jī)氧化物、延胡索酸氧化型中間代謝產(chǎn)物醛、酮等產(chǎn)物CO2、H2OCO2、H2ON

40、O2、N2還原型中間代謝產(chǎn)物醇、酸產(chǎn)能多次之少電子傳遞鏈完整不完整無，底物水平磷酸化三種氧化產(chǎn)能方式的比較發(fā)酵有氧呼吸無氧呼吸最終電子受體有機(jī)物分子氧無機(jī)氧化物電子傳遞鏈無有有產(chǎn)能量少多較多氧化磷酸化底物水平底物水平、電子傳遞水平底物水平、電子傳遞水平光合自養(yǎng)微生物的光合磷酸化(一) 光合微生物類群 藍(lán)細(xì)菌，光合細(xì)菌，嗜鹽細(xì)菌1 光合細(xì)菌：均為原核生物，紅螺菌目。1.1 所含色素菌綠素和類胡羅卜素，兩種比例不同，使菌體呈紅橙、綠、紫及褐等不同顏色。光合細(xì)菌為典型水生菌，廣泛分布于深層(缺氧) 淡水與海水中。注：光合色素可分為三類：葉綠素(chl)或細(xì)菌葉綠素（Bchl），類胡蘿卜素和藻膽素。但

41、所有光合生物都有類胡蘿卜素，其有捕獲光能的作用，能把吸收的光能高效地傳給細(xì)菌葉綠素（或葉綠素）。 2嗜鹽細(xì)菌 兼性光能菌，屬嗜鹽菌科(Halobacteriaceae)的鹽桿菌屬(Halobacterium)。 嗜鹽細(xì)菌在生理上具有高度特異性：能在高濃度的飽和鹽溶液(3.55.0 mol/L NaCl)中棲息，細(xì)胞酶在2 mol/L的鹽濃度中才能保持活性與穩(wěn)定性。 （二） 光合磷酸化分類 光合磷酸化的實(shí)質(zhì)就是將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的過程，具體過程為當(dāng)一個(gè)葉綠素（菌綠素）分子吸收光量子后，被激活，釋放一個(gè)電子（氧化），釋放的電子進(jìn)入電子傳遞系統(tǒng)，在電子傳遞過程中釋放能量，產(chǎn)生ATP。 按照光合磷酸化

42、中電子的流動(dòng)路線及ATP形成方式，可分為：環(huán)式光合磷酸化(原始、電子的循環(huán)傳遞)非環(huán)式光合磷酸化（電子傳遞非環(huán)式）嗜鹽菌紫膜的光合作用（嗜鹽菌紫膜光合磷酸化）循環(huán)光和磷酸化的特點(diǎn)： 電子傳遞途徑屬循環(huán)方式，即在光能驅(qū)動(dòng)下，電子從菌綠素上逐出，通過類似呼吸鏈的循環(huán)，又回到菌綠素，其間產(chǎn)生了ATP; 在供應(yīng)ATP的條件下，可以產(chǎn)生還原力。 產(chǎn)ATP和還原力H分開進(jìn)行，不產(chǎn)O2。 還原力（NADPH2）來自H2S等無機(jī)氫供體，是反向電子傳遞產(chǎn)生的。 反向電子傳遞: 是逆著電子傳遞系統(tǒng)，將e從低能量(高電位)向高能量(低電位)傳遞。此過程消耗能量。 反向e傳遞用的e來源于菌體外的一些物質(zhì)如H2S,Fe

43、2+，其它硫化物等. n 非循環(huán)光合磷酸化特點(diǎn)： 電子傳遞的途徑屬于非循環(huán)式的； 在有氧條件下進(jìn)行； 有PS和PS兩個(gè)光合系統(tǒng)：有PS含有葉綠素a，反應(yīng)中心的吸收光波為P700，有利于紅光吸收， PS含有葉綠素b,反應(yīng)中心的吸收光波為P680，有利于藍(lán)光吸收； 反應(yīng)中可同時(shí)產(chǎn)生ATP、還原力H和O2； 還原力NADPH2中的H來自H2O分子的的光解產(chǎn)物H+和電子。紫膜光合磷酸化 嗜鹽菌在無葉綠素和菌綠素參與下，利用吸收光能產(chǎn)生ATP的過程，是目前所知道的最簡單的光合磷酸化。n 紫膜光合磷酸化的機(jī)理 光量子驅(qū)動(dòng)下，細(xì)菌視紫紅質(zhì)在將反應(yīng)中產(chǎn)生的H+排至細(xì)胞膜外，使紫膜內(nèi)外形成質(zhì)子梯度； 該梯度差驅(qū)

44、使H+通過膜上的ATP合成酶中的孔道進(jìn)入膜內(nèi)，平衡膜內(nèi)外質(zhì)子差額，并產(chǎn)生ATP。 注：環(huán)境中O2濃度高時(shí)，嗜鹽菌以光合磷酸化產(chǎn)能，濃度很低時(shí)，可以在光照條件下合成紫膜，通過紫膜光合磷酸化合成ATP。 意義： 嗜鹽菌紫膜光合磷酸化功能的發(fā)現(xiàn)，使在經(jīng)典的葉綠素和菌綠素所進(jìn)行光合磷酸化之外又增添了一種新的光合作用類型。 紫膜的光合磷酸化是迄今所知道的最簡單的光合磷酸化反應(yīng)，這是研究化學(xué)滲透作用的一個(gè)極好的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，?duì)它的研究正在大力開展。對(duì)其機(jī)制的揭示，將是生物學(xué)基本理論中的又一項(xiàng)重大突破，并無疑會(huì)對(duì)人類的生產(chǎn)實(shí)踐例如太陽能的利用和海水的淡化等帶來巨大的推動(dòng)力第二節(jié) 微生物獨(dú)特合成代謝途徑一 自養(yǎng)微

45、生物的CO2固定二 生物固氮三 肽聚糖的合成四、次生代謝（略）一 、自養(yǎng)微生物的CO2固定（重點(diǎn)：關(guān)鍵酶和微生物代表種類） Calvin循環(huán)、厭氧乙酰COA途徑、逆向TCA循環(huán)和羥基丙酸途徑。 能源來源于光能或無機(jī)物氧化所得的化學(xué)能。（一） Calvin循環(huán)（光能自養(yǎng)和化能自養(yǎng)M固定CO2的主要途徑） 代表：綠色植物、藍(lán)細(xì)菌、多數(shù)光合細(xì)菌、硫細(xì)菌、鐵細(xì)菌、硝化細(xì)菌。 兩種關(guān)鍵酶：核酮糖二磷酸羧化酶（RuBisCO）和磷酸核酮糖激酶。 三個(gè)階段：羧化反應(yīng)、還原反應(yīng)和CO2受體的再生。生物固氮微生物通過固氮酶將N2轉(zhuǎn)變成為NH3的過程。 生物固氮主要在三方面進(jìn)行研究 用實(shí)驗(yàn)的方法提高主要農(nóng)作物的固

46、氮能力。 模擬固氮酶，使工業(yè)生產(chǎn)N肥在常溫、常壓下進(jìn)行。 選擇利用高效、優(yōu)質(zhì)的固氮微生物做為生物肥料（根瘤菌肥料和固氮菌肥料）。固氮微生物 主要是原核微生物(細(xì)、放、藍(lán)等近50個(gè)屬)。 1 自生固氮菌:如圓褐固氮菌。2 共生固氮菌:一般能形成特殊的結(jié)構(gòu)，如根瘤菌。3 聯(lián)合固氮菌:必須生活在植物根際、葉面或動(dòng)物腸道等處,一般不形成特殊結(jié)構(gòu)。（生脂固氮螺菌）生物固氮的條件1 能量ATP的提供2 還原力H及其傳遞體： H由鐵氧還蛋白(Fd)或黃素氧還蛋白(Fld)傳遞至固氮酶上。3 固氮酶：固二氮酶（組分，含鐵和鉬）和固二氮酶還原酶（組分，含鐵）組成，兩者在一起時(shí)才具有固氮作用。另外，“替補(bǔ)固氮酶”

47、。4 還原底物：N2 5 鎂離子6 嚴(yán)格的厭氧微環(huán)境：固氮酶的高度氧敏感性。固氮的生化機(jī)制 注：總共需要8個(gè)電子，固氮過程中，其中有兩個(gè)消耗在固氮酶將,H還原為H2 （占25），原因不清楚。固氮酶對(duì)氧極端敏感（不可逆的失活）；組分II（鐵蛋白）：在空氣中暴露45s后失活一半；組分I（鉬鐵蛋白）：活性半衰期10 min；但大多數(shù)固氮菌都是好氧菌；第 六 章 微生物的生長及其控制第一節(jié) 微生物的培養(yǎng)方法純培養(yǎng)：從一個(gè)單細(xì)胞微生物繁殖得到的后代。方法:平板劃線分離法 ,稀釋倒平板法 ,單孢子或單細(xì)胞分離法 ,利用選擇性培養(yǎng)基分離法 第二節(jié) 微生物的群體生長規(guī)律 生長曲線:將少量純種單細(xì)胞微生物接種到

48、定量的液體培養(yǎng)基中，定時(shí)取樣測(cè)定細(xì)胞數(shù)量，以培養(yǎng)時(shí)間為橫座標(biāo)，以菌數(shù)為縱座標(biāo)作圖，得到的一條反映單細(xì)胞微生物在整個(gè)培養(yǎng)期間菌數(shù)變化規(guī)律的曲線。根據(jù)微生物生長速率常數(shù)（每小時(shí)的分裂代數(shù)）的不同，一條典型的生長曲線至少可以分為： 遲緩期，對(duì)數(shù)期，穩(wěn)定期和衰亡期等四個(gè)生長時(shí)期1. 遲緩期將少量菌種接入新鮮培養(yǎng)基后，在開始一段時(shí)間內(nèi)菌數(shù)不立即增加，或增加很少，生長速度接近于零。也稱延遲期、適應(yīng)期。遲緩期的特點(diǎn)： 細(xì)胞形態(tài)變大或增長，例如巨大芽孢桿菌，在遲緩期末，細(xì)胞的平均長度比剛接種時(shí)長6倍。一般來說處于遲緩期的細(xì)菌細(xì)胞體積最大 細(xì)胞內(nèi)RNA，尤其是rRNA含量增高，合成代謝活躍，核糖體、酶類和ATP

49、的合成加快，易產(chǎn)生誘導(dǎo)酶。 對(duì)外界不良條件反應(yīng)敏感。l 細(xì)胞生理特點(diǎn)： 分裂遲緩、菌體大、DNA含量高代謝活躍 細(xì)胞處于活躍生長中，只是分裂遲緩，此階段后期，少數(shù)細(xì)胞開始分裂，曲線略有上升。l 出現(xiàn)的原因： 為了調(diào)整代謝（需要合成多種酶，輔酶和某些中間代謝產(chǎn)物）l 影響因素： 菌種的遺傳性、菌齡、接種量、及移種前后所處的環(huán)境條件等。l 縮短意義：可以縮短生產(chǎn)周期，提高設(shè)備利用率。l 縮短措施：1）增加接種量 2）調(diào)整營養(yǎng)成分 3）采用對(duì)數(shù)期的種子接種 4）選用繁殖快的菌種延滯期出現(xiàn)原因把細(xì)菌接種到新鮮的培養(yǎng)基中培養(yǎng)時(shí)，并不立即進(jìn)行分裂繁殖，細(xì)菌增殖數(shù)為，這時(shí)需要合成多種酶，輔酶和某些中間代謝產(chǎn)

50、物，要經(jīng)過一個(gè)調(diào)整和適應(yīng)過程 。2.對(duì)數(shù)期以最大的速率生長和分裂，細(xì)菌數(shù)量呈對(duì)數(shù)增加，細(xì)菌內(nèi)各成分按比例有規(guī)律地增加，表現(xiàn)為平衡生長。l 細(xì)胞的生理特點(diǎn)： a 細(xì)胞生長速率最大，細(xì)胞數(shù)量呈指數(shù)增加 b 均衡生長：個(gè)體形態(tài)、化學(xué)組成和生理特性等均一致 c代時(shí)（G，世代時(shí)間，增代時(shí)間）或倍增時(shí)間：最短 d酶系活躍，代謝旺盛l 出現(xiàn)原因：細(xì)胞完成生理調(diào)整，基質(zhì)營養(yǎng)和環(huán)境適宜l 可作為代謝生理等研究材料，增殖酵母菌的最適材料，作為發(fā)酵的種子可縮短延遲期。又稱指數(shù)生長期(Exponential phase)，在生長曲線中，緊接著遲緩期的一段細(xì)胞數(shù)以幾何級(jí)數(shù)增長的時(shí)期。 對(duì)數(shù)生長期特點(diǎn)： 平衡生長； 酶系

51、活躍、代謝旺盛；生長速率常數(shù)R最大、代時(shí)最短。 是研究微生物基本代謝的良好材料。它也常在生產(chǎn)上用作種子，使微生物發(fā)酵的遲緩期縮短，提高經(jīng)濟(jì)效益。l 影響指數(shù)期代時(shí)長短的因素 1） 菌種：不同的微生物及微生物的不同菌株代時(shí)不同 2） 營養(yǎng)成分：營養(yǎng)豐富的培養(yǎng)基中生長代時(shí)短 3） 營養(yǎng)物濃度：在一定范圍內(nèi)，生長速率與營養(yǎng)物濃度呈正比； 低濃度（0.12.0mg/ml）影響菌體產(chǎn)量、生長速率 提高濃度（2.08.0mg/ml）影響菌體產(chǎn)量 進(jìn)一步提高不影響菌體產(chǎn)量、生長速率 生長限制因子：凡處于低濃度范圍內(nèi)可影響菌體產(chǎn)量、R的某營養(yǎng)物 4） 培養(yǎng)溫度：在一定范圍，生長速率與培養(yǎng)溫度呈正相關(guān)3.穩(wěn)定期

52、活細(xì)胞數(shù)保持動(dòng)態(tài)平衡（正生長和負(fù)生長相等），生長曲線進(jìn)入平坦階段，菌體產(chǎn)量與營養(yǎng)物質(zhì)的消耗間呈有規(guī)律的比例關(guān)系。l 出現(xiàn)原因：營養(yǎng)尤其生長限制因子的消耗，營養(yǎng)物比例失調(diào)，有害代謝產(chǎn)物積累， Ph值等理化條件不適l 細(xì)胞生理特點(diǎn)： 分裂速度降低 活細(xì)胞數(shù)達(dá)到最大值 開始積累儲(chǔ)藏物質(zhì) 積累發(fā)酵產(chǎn)物（次生代謝物，對(duì)數(shù)期-菌體生長期，穩(wěn)定期-代謝產(chǎn)物合成期） 芽孢細(xì)菌產(chǎn)生芽孢實(shí)踐意義：生產(chǎn)收獲時(shí)期（菌體及相平行的代謝產(chǎn)物）；細(xì)胞物質(zhì)生物測(cè)定；促進(jìn)連續(xù)培養(yǎng)原理提出和工藝技術(shù)創(chuàng)建4.衰亡期穩(wěn)定期后如再繼續(xù)培養(yǎng)，細(xì)菌死亡率逐漸增加，以致死亡數(shù)大大超過新生數(shù)，總活菌數(shù)明顯下降，稱為衰亡期。 1）個(gè)體死亡的速度

53、超過新生的速度(繁殖數(shù)死亡數(shù))，整個(gè)群體就呈現(xiàn)出負(fù)生長（R合成速度l 細(xì)菌生長曲線的用途： 研究上 生產(chǎn)上在實(shí)際工作中多采用分光光度計(jì)測(cè) 定OD值的方法繪制細(xì)菌的生長曲線。第三節(jié) 影響微生物生長的主要因素一、溫度原因：l 影響酶的活性，最適酶促反應(yīng)溫度。l 影響細(xì)胞質(zhì)膜的流動(dòng)性，溫度越高流動(dòng)性越大。l 影響物質(zhì)的溶解度。l 所有細(xì)菌均有其溫度三基點(diǎn)： 最適生長溫度、最高生長溫度、 最低生長溫度（常利用其保持食品、菌種）l 最適生長溫度：某菌分裂代時(shí)最短或生長速率最高的培養(yǎng)溫度。對(duì)細(xì)菌而言，其適宜的溫度跨度很大，故從溫度角度分為三大類群：適溫菌 ：大多數(shù) 寬溫菌/窄溫菌 嗜熱菌：火山口 嗜冷菌：北極，冰川二、氧氣l 1.專性好氧菌：需在有氧環(huán)境生長繁殖，靠有氧呼吸產(chǎn)生能量。 體內(nèi)有超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化氫酶、在半固體培養(yǎng)基中培養(yǎng)，集中在表面上生長形成菌膜。l 多數(shù)真菌和很多細(xì)菌均屬此類。l 2.兼性厭養(yǎng)菌：有無氧氣均可生長，有氧氣時(shí)生長的更好，靠呼吸產(chǎn)能；無氧氣時(shí)靠發(fā)酵或無氧呼吸產(chǎn)能。體內(nèi)有SOD和過氧化氫酶。許多酵母和細(xì)菌屬此類。l 有氧呼吸：底物脫氫，H由外來受氫體接受（如O2）l 無氧呼吸：底物脫氫，H由除氧外的受氫體接受（如NO3-鹽、SO42-鹽、CO2、Fe3+或有機(jī)物）l 發(fā)