(完整版)微生物學(xué)考試重點歸納

微生物學(xué)考試重點歸納廣西大學(xué)農(nóng)學(xué)院第1頁共22頁緒論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。個體微小，單細胞或個體結(jié)構(gòu)簡單的多細胞甚至無細胞結(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：細菌（真菌類、古生菌）、放線菌、藍細菌、支原體、立克次氏體、衣原體真核類：真菌（酵母菌、霉菌）原生動物、顯微藻類非細胞類：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，易變異，五、分布廣，種類多，3．微生物的發(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，雁頸瓶實驗）科赫——細菌學(xué)奠基人（科赫法則，證實了疾病的病原學(xué)說）原核生物的形態(tài)、構(gòu)造和功能細菌定義：狹義的細菌是指一類細胞細而短，結(jié)構(gòu)簡單，細胞壁堅韌，多以二等分裂方式繁殖和水生性較強的原核微生物。廣義的細菌則是指所有原核生物。1.a細菌形態(tài)：球菌、桿菌（最常見）、螺旋菌b細菌細胞的構(gòu)造細菌細胞的基本結(jié)構(gòu)包括：細胞壁、細胞膜、細胞質(zhì)、核區(qū)、間體、核糖體、氣泡、質(zhì)粒和儲藏物。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。細胞壁概念：位于細胞最外的一層厚實、堅韌的外被，主要由肽聚糖構(gòu)成。具有固定細胞外形和保護細胞不受損傷等多種生理功能。功能：1固定細胞外形和提高機械強度，使其免受滲透壓等外力的損傷2為細胞生長、分裂、鞭毛運動所需；3阻止大分子有害物質(zhì)（某些抗生素和水解酶）進入細胞4賦予細菌特定的抗原性以及對抗生素和噬菌體的敏感性缺壁細胞四類缺壁細胞a．L型細菌：指那些實驗室或宿主體內(nèi)通過自發(fā)突變而形成的遺傳性穩(wěn)定的細胞壁缺陷菌株。L型細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，在細菌生長培養(yǎng)基中加入抑制細胞壁合成的物質(zhì)，如青霉素、絲裂霉素C，或用溶菌酶分解掉細菌的細胞壁而形成的僅有一層細胞膜包裹的圓球狀滲透敏感細胞，一般由革蘭氏陽性細菌形成c.球狀體：用溶菌酶、青霉素等處理革蘭氏陰性細菌形成的去壁不完全的近球狀體。d.支原體：在長期進化過程中形成的、適應(yīng)自然生活條件的無細胞壁的原核生物。因它的細胞膜中含有一般原核生物所沒有的甾醇，所以即使缺乏細胞壁，其細胞膜仍有較高的機械強度。鞭毛：生長在某些細菌表面的長絲狀、波曲的蛋白質(zhì)附屬物，其數(shù)目為一至數(shù)十條，具有運動功能。組成：基體、鉤形鞘、鞭毛絲靠鞭毛絲旋轉(zhuǎn)而動，其動力來自質(zhì)子動力，由細胞膜內(nèi)外質(zhì)子濃度差和電勢差決定。芽孢：某些細菌在其生長發(fā)育后期，在細胞內(nèi)形成一個圓形或橢圓形、后壁、含水量低、抗逆性強的休眠構(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），富含疏水性角蛋白。（3）抗性強：熱、酶解、輻射、藥物。（4）休眠體，新陳代謝幾乎停止，一個芽

孢產(chǎn)生一個個體。芽孢具有高度耐熱性，較新的調(diào)節(jié)皮層膨脹學(xué)說認為：芽孢的耐熱性在于芽孢衣對多價陽離子和水分的滲透性很差以及皮層的離子強度很高，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的耐熱性。另一種學(xué)說則認為，芽孢皮層中含有營養(yǎng)細胞所沒有的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，會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，對鱗翅目、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）細胞壁的化學(xué)組成與結(jié)構(gòu)細胞壁的基本骨架——肽聚糖革蘭氏陽性菌的細胞壁革蘭氏陰性菌的細胞壁革蘭氏染色的基本步驟和機理缺壁細菌1.細胞壁的基本骨架——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)合體是真細菌細胞壁中的特有成分。.G+與G-菌細胞壁中肽聚糖的異同G+細菌的肽聚糖交聯(lián)度高，肽聚糖厚，如枯草桿菌達40層；G-細菌的交聯(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氨基酸不同，G+菌為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.革蘭氏陽性菌的細胞壁由肽聚糖和磷壁酸組成3.革蘭氏陰性菌細菌細胞壁由二層組成，內(nèi)壁厚2~3nm，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理革蘭氏染色（Gramstain）1984年，丹麥醫(yī)生Gram采用革蘭氏染色法細菌細胞壁區(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)染革蘭式染色機制通過結(jié)晶紫液初染和碘液媒染后，在細菌的細胞壁以內(nèi)可以形成不溶于水的結(jié)晶紫與碘的復(fù)合物。G+細菌由于其細胞壁較厚、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，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)晶紫與碘的復(fù)合物牢牢留在壁內(nèi)，使其保持紫色。反之，G-細胞因其細胞壁薄、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，因此細胞退成無色。這時，再經(jīng)沙黃等紅色染料復(fù)染，就使G-細菌呈現(xiàn)紅色，而G+細菌則保留最初的紫色（實為紫加紅色了）。G+和G-細胞壁的對比G﹢菌：細胞壁厚，肽聚糖網(wǎng)狀分子形成一種透性屏障，當乙醇脫色時，肽聚糖脫水而孔障縮小，故保留結(jié)晶紫-碘復(fù)合物在細胞膜上。呈紫色。Gˉ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)合物溶出細胞壁，番紅復(fù)染后呈紅色。古生菌(Archaea)的細胞壁古生菌是一類在分子水平上與原核和真核細胞均有所不同的特殊生物類群，它和真核生物的關(guān)系比與真細菌的關(guān)系更為密切，是近年來新命名的一類特殊細菌；如產(chǎn)甲烷菌及大多數(shù)的嗜極菌。細胞內(nèi)含物（貯藏物）(1)聚β-羥丁酸顆粒(PHB)：是一種存在于許多細菌細胞質(zhì)內(nèi)屬于脂質(zhì)的碳源類貯存物性質(zhì):可用尼羅藍或蘇丹黑染色，功能:貯存能量，碳源，可降低滲透壓。（2）異染粒：為無機偏磷酸聚合物，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，以及降低細胞滲透壓等功能。鑒定意義：遇甲基胺藍變紫紅色，如白喉桿菌、鼠疫桿菌、結(jié)核分支桿菌。細菌的繁殖和培養(yǎng)繁殖1.裂殖（無性繁殖）：二分裂法2.芽殖：在母細胞表面(尤其在其一端)先形成一個小突起，待長大到與母細胞相仿后再相互分離并獨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：將單個微生物細胞或一小堆同種細胞接種在固體培養(yǎng)基的表面，當它占有一定的發(fā)展空間并處于適宜的培養(yǎng)條件下，細胞會迅速生長繁殖并形成細菌堆。菌苔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+菌細胞壁絲狀細胞，沒有間隔，為多核體?？煞譃榛鶅?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0.5-1.2μm，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)，即孢子絲藍細菌營養(yǎng)特點:藍細菌含有三種光合色素：葉綠素a、類胡蘿卜素，進行產(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;有些藍細菌產(chǎn)生毒素；有些藍細菌能與真菌、莖蘚、蕨類形成共生體：如藍細菌和真菌共生形成地衣。運動特點：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，單細胞藍細菌靠細胞分裂繁殖；絲狀靠菌絲片斷繁殖。特化細胞異形胞：位于細胞鏈的中間或末端，大、色淺、壁厚，是固氮場所。6個大類原核生物的主要特性特征細菌放線菌藍細菌支原體立克次氏體衣原體大小D=0.5LD﹤1umD：3-10umD：150~300nmD0.3~2.0umD﹤0.4um生活方式寄生獨立獨立寄生獨立寄生獨立寄生營專性能量寄生革蘭氏染色陽性或陰性陽性陰性陰性陰性陰性細胞壁有堅韌的細胞壁有堅韌的細胞壁有堅韌的細胞壁缺壁有堅韌的細胞壁有堅韌的細胞壁繁殖方式二均分裂無性孢子和菌體斷裂二均分裂二均分裂二均分裂二均分裂形狀球、桿、螺旋呈絲狀分支形態(tài)多樣，大體分五類菌落呈油煎蛋狀目球、雙球、桿絲狀小球狀第二章真核微生物的形態(tài)和構(gòu)造真核生物：凡是細胞核具有核膜、能進行有絲分裂、細胞質(zhì)中存在線粒體或同時存在葉綠體等細胞器的生物的總稱。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(有性(產(chǎn)子囊孢子)：如Saccharomyces(酵母屬)、Zygosaccharomyces(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：Candidaalbicans產(chǎn)生1.芽殖——出芽生殖:形成的子細胞也稱芽孢子?？捎卸噙呇恐?、兩端出芽、三邊出芽等。環(huán)境適宜時，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形成新細胞壁（L）2.裂殖：借細胞橫分裂法繁殖，與細菌類似，如裂殖酵母。在快速生長期，細胞可以分裂而不分開形成細胞鏈——假菌絲。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.單雙倍體型單雙倍體型(以啤酒酵母為代表)特點：單倍體營養(yǎng)細胞和雙倍體營養(yǎng)細胞均可進行芽殖。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1、子囊孢子發(fā)芽2、單倍體營養(yǎng)細胞出芽繁殖3、接合形成二倍體4、二倍體營養(yǎng)細胞出芽繁殖5、減數(shù)分裂(以醋酸鹽為唯一或主要碳源，同時缺乏氮源條件下)，形成子囊、子囊孢子6、子囊經(jīng)過自然(酶法，蝸牛消化酶)或人工破壁(機械法，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:營養(yǎng)細胞是單倍體；無性繁殖以裂殖方式進行；雙倍體細胞不能獨立生活，因為雙倍體階段短，一經(jīng)生成立即減數(shù)分裂。1、單倍體營養(yǎng)細胞裂殖方式進行無性繁殖2、不同營養(yǎng)細胞接觸后形成接合管，發(fā)生質(zhì)配后即行核配，兩個細胞連成一體3、二倍體的核分裂3次，第一次減數(shù)分裂4、形成8個單倍體的子囊孢子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：營養(yǎng)體為雙倍體，不斷進行芽殖，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，故不能獨立生活。1、兩個不同性別的單倍體子囊孢子在孢子囊內(nèi)成對接合，并發(fā)生質(zhì)配和核配；2、接合后的二倍體細胞萌發(fā)，穿破子囊壁；3、二倍體的營養(yǎng)細胞可獨立生活，通過芽殖進行無性繁殖；4、二倍體的核發(fā)生減數(shù)分裂，營養(yǎng)細胞成為子囊，其中形成4個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細胞核，并產(chǎn)生細胞壁，當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）即會引起物品霉變的真菌，通常指那些菌絲體比較發(fā)達而又不產(chǎn)生大型子實體的真菌。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胞中形成結(jié)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)育成一個群體無性孢子繁殖：是霉菌進行繁殖的主要方式，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)育成一個群體無性孢子繁殖：是霉菌進行繁殖的主要方式，有如下幾種：(1)厚垣孢子(Chlamydospores)：某些絲狀真菌生長發(fā)育到一定時候，當遇到不良環(huán)境條件時，細胞中的原生質(zhì)聚集成圓形，細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胞（3）分生孢子：某些真菌的菌絲分化產(chǎn)生分生孢子?；蚍稚咦悠?，由分生孢子梗或分生孢子器分化產(chǎn)生一個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細胞核，并產(chǎn)生細胞壁，當孢子囊壁破裂后從中釋放出大量的孢囊孢子（5）游動孢子：游動孢子產(chǎn)生在由菌絲膨大而成的游動孢子囊內(nèi)，孢子常為圓形、洋梨形或腎形，具一根或兩根鞭毛能游動；鞭毛的結(jié)構(gòu)為9＋2型真菌的有性繁殖真菌有性繁殖通過產(chǎn)生有性孢子來進行，有性孢子通過兩個親本的性細胞的結(jié)合而形成。一般經(jīng)過質(zhì)配、核配和減數(shù)分裂三個階段質(zhì)配：兩個配偶細胞的原生質(zhì)和核融于一個細胞內(nèi)，但兩個核不結(jié)合，每個核的染色體數(shù)單倍核配：兩個核結(jié)合成一個細胞核，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胞，性細胞受精形成造囊絲，造囊絲減數(shù)分裂產(chǎn)生子囊，內(nèi)含子囊孢子（4）擔孢子:擔孢子著生在擔子上，是擔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菌相似，表面濕潤，粘稠，比細菌菌落大而厚，多呈乳白色，蠟質(zhì)狀，但比細菌菌落厚，一般有酒味。有的菌種培養(yǎng)時間長時表面皺縮。霉菌的菌落：霉菌的菌落較大，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)：指宿主細胞外，形態(tài)成熟的、結(jié)構(gòu)完整的和有感染性的病毒個體。又稱病毒顆粒(virusparticle)或病毒體、病毒粒。烈性噬菌體：指能夠裂解宿主細胞的噬菌體.溫和噬菌體：噬菌體感染細胞后，將其核酸整合（附著）到細菌染色體上，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)對稱體制：螺旋對成體：①無包膜（桿狀：煙草花葉病毒（TMV）等；絲狀：大腸桿菌的f1、fd、M13噬菌體等）②有包膜（卷曲狀：正粘病毒（流感病毒）等；彈狀：狂犬病毒，水泡性口膜炎病毒等）二十面體對稱：①無包膜（小型：脊髓灰質(zhì)炎病毒，ΦX174噬菌體等；大型：腺病毒等）②有包膜：皰疹病毒等復(fù)合體對稱：①無包膜：大腸桿菌的T偶數(shù)噬菌體（蝌蚪狀）等②有包膜：痘病毒（磚塊狀）等病毒效價：指單位體積(ml)病毒懸液的感染單位數(shù)目(IU／ml)或稱毒力；噬菌體效價（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)時間為橫坐標,以噬菌斑數(shù)為縱坐標,繪制成的曲線。經(jīng)過一步生長實驗后,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)制所需的最短時間。為病毒復(fù)制的特征性數(shù)據(jù)。噬菌體以分鐘計；動植物病毒以小時、天計。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、曲線呈一個平頂。B、感染細胞復(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：a、均為dsDNA。b、不同噬菌體與宿主DNA的結(jié)合位點不同。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胞裂解的現(xiàn)象;2)在大多數(shù)情況下，溶源性細菌內(nèi)溫和噬菌體基因組整合于宿主細菌染色體中;3)隨之復(fù)制傳至后代的特性3、溶源性細菌1）概念：染色體上整合有原噬菌體的細菌叫溶源性細菌,可進行正常生長繁殖,而不被裂解。2）特點：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:10-2～10-5d.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：是一類能侵染動物的并在宿主細胞內(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-Jokobdisease);庫魯病(Kuradisease);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物。

礦質(zhì)元素養(yǎng)料(無機鹽)；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)成機體中有機物分子的骨架。2.碳素化合物是大多數(shù)微生物的能源。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：①構(gòu)成某些酶的輔基②核酸組分無機鹽功能：1、構(gòu)成細胞結(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自養(yǎng)型H2,H2S,S,H2OCO2光能著色細菌，藍細菌，藻類光能有機異養(yǎng)型有機物有機物光能紅螺細菌化能無機自養(yǎng)型H2,H2S,Fe2+,NH3或NO2-CO2化學(xué)能(無機物氧化)氫細菌，硫桿菌，硝化細菌，大多數(shù)產(chǎn)甲烷菌化能有機異養(yǎng)型有機物有機物化學(xué)能(有機物氧化)大多數(shù)微生物,原生動物微生物吸收營養(yǎng)物質(zhì)的方式簡單擴散（Simplediffusion)促進擴散（Facilitateddiffusion）主動運送（Activetransport）基團移位（Grouptranslocation)簡單擴散物質(zhì)擴散的動力:膜內(nèi)外的濃度差特點：⑴不消耗能量,不需載體⑵不發(fā)生化學(xué)變化⑶非特異性。僅依膜上小孔的大小和形狀對被擴散的物質(zhì)分子的大小和形狀具有選擇性被運輸?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擴散借助膜上的載體蛋白，具有高度的立體專一性。載體蛋白能促進物質(zhì)運輸，但不能進行逆濃度梯度運輸。常見于真核微生物，如厭養(yǎng)生活的酵母菌中。特點：⑴需要特異性的載體蛋白⑵不消耗能量⑶可加快運輸速度，但不能逆濃度運輸⑷參與運輸?shù)奈镔|(zhì)的本身的分子結(jié)構(gòu)不發(fā)生變化主動運送有特異性的載體蛋白參與需要消耗能量逆濃度梯度運輸微生物的主要物質(zhì)運輸方式基團轉(zhuǎn)位一種主動運輸類型需復(fù)雜的運輸酶系參與底物在運輸過程發(fā)生化學(xué)變化主要存在于厭養(yǎng)和兼性厭養(yǎng)細菌中主要用于糖及脂肪酸、核苷、堿基等物質(zhì)的運輸，如葡萄糖一、設(shè)計培養(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（redoxpotential）5.原料來源的選擇6.滅菌處理不同的微生物所需培養(yǎng)基不同細菌——牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基放線菌——高氏一號培養(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物配制成的培養(yǎng)基。如：麩皮培養(yǎng)基、肉浸汁、牛奶等。特點：1）成分復(fù)雜，但營養(yǎng)全面豐富，適用微生物的生長；2）來源廣泛，價格低廉，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、查氏培養(yǎng)基特點：成分精確，重復(fù)性強，微生物生長發(fā)育一致，但價格貴，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：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。根據(jù)對某種化學(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，對所需微生物無影響，使之得以增殖。加抗生素——分離真菌；加1%酚——分離放線菌應(yīng)用：提高所需微生物的分離效率。2.鑒別培養(yǎng)基(Differentialmedium):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：是推動生物一切生命活動的動力源和各種生命物質(zhì)的“加工廠”，是活細胞中一切有序化學(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)雜的有機物分子通過分解代謝酶系的催化，產(chǎn)生簡單小分子、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。（即相當于8個ATP）總式：葡萄糖+2NAD+2Pi+2ADP→2丙酮酸+2NADH+2H++2ATP+2H2OEMP途徑的意義①供應(yīng)ATP形式的能量和NADH2形式的還原力②為生物合成代謝提供多種中間代謝產(chǎn)物③是連接三羧酸循環(huán)（TCA）、HMP途徑和ED途徑的橋梁④通過逆向反應(yīng)可進行多糖合成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)微生物和化能自養(yǎng)微生物固定CO2的重要中介。核酮糖-5-磷酸4.擴大碳源利用范圍：為微生物利用C3~C7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。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：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：1molATP/1molGlucoseTCA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入三羧酸循環(huán)。TCA循環(huán)的重要特點（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行遞氫，最終與受氫體（氧、無機或有機氧化物）結(jié)合，以釋放其化學(xué)潛能。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，以實現(xiàn)底物水平磷酸化產(chǎn)能的生物氧化反應(yīng)。C6H12O6→2CO2+2C2H5OH發(fā)酵的特點微生物部分氧化有機物獲得發(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。發(fā)酵產(chǎn)能是厭氧和兼性好氧菌獲取能量的主要方式。多糖轉(zhuǎn)化為單糖才能用于發(fā)酵。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)的四類重要發(fā)酵由EMP途徑中丙酮酸出發(fā)的發(fā)酵通過HMP途徑的發(fā)酵通過ED途徑進行的發(fā)酵Stickland反應(yīng)有氧呼吸（aerobicrespiration）：是一種最普遍又重要的生物氧化或產(chǎn)能方式。1特點有電子傳遞鏈(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，同時釋放大量能量。無氧呼吸:電子受體為氧化態(tài)的外源無機鹽類，少數(shù)為有機氧化物。1特點：1)電子受體為NO3-、NO2-、SO42-、CO32-、延胡索酸（有機物）等2)在能量分級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胞色素等電子傳遞體，在能量分級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)有機物有機物有機物最終電子受體O2無機氧化物、延胡索酸氧化型中間代謝產(chǎn)物醛、酮等產(chǎn)物CO2、H2OCO2、H2ONO2、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物分子氧無機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)光合微生物類群藍細菌，光合細菌，嗜鹽細菌1光合細菌：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)或細菌葉綠素（Bchl），類胡蘿卜素和藻膽素。但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菌葉綠素（或葉綠素）。2嗜鹽細菌兼性光能菌，屬嗜鹽菌科(Halobacteriaceae)的鹽桿菌屬(Halobacterium)。嗜鹽細菌在生理上具有高度特異性：能在高濃度的飽和鹽溶液(3.5～5.0mol/LNaCl)中棲息，細胞酶在2mol/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質(zhì)就是將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的過程，具體過程為當一個葉綠素（菌綠素）分子吸收光量子后，被激活，釋放一個電子（氧化），釋放的電子進入電子傳遞系統(tǒng)，在電子傳遞過程中釋放能量，產(chǎn)生ATP。按照光合磷酸化中電子的流動路線及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：電子傳遞途徑屬循環(huán)方式，即在光能驅(qū)動下，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]分開進行，不產(chǎn)O2。還原力（NADPH2）來自H2S等無機氫供體，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,Fe2+，其它硫化物等.非循環(huán)光合磷酸化特點：電子傳遞的途徑屬于非循環(huán)式的；在有氧條件下進行；有PSⅠ和PSⅡ兩個光合系統(tǒng)：有PSⅠ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，PSⅡ含有葉綠素b,反應(yīng)中心的吸收光波為P680，有利于藍光吸收；反應(yīng)中可同時產(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。紫膜光合磷酸化的機理光量子驅(qū)動下，細菌視紫紅質(zhì)在將反應(yīng)中產(chǎn)生的H+排至細胞膜外，使紫膜內(nèi)外形成質(zhì)子梯度；該梯度差驅(qū)使H+通過膜上的ATP合成酶中的孔道進入膜內(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，嗜鹽菌以光合磷酸化產(chǎn)能，濃度很低時，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)滲透作用的一個極好的實驗?zāi)Ｐ?，對它的研究正在大力開展。對其機制的揭示，將是生物學(xué)基本理論中的又一項重大突破，并無疑會對人類的生產(chǎn)實踐例如太陽能的利用和海水的淡化等帶來巨大的推動力第二節(jié)微生物獨特合成代謝途徑一自養(yǎng)微生物的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：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、藍細菌、多數(shù)光合細菌、硫細菌、鐵細菌、硝化細菌。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行研究用實驗的方法提高主要農(nóng)作物的固氮能力。模擬固氮酶，使工業(yè)生產(chǎn)N肥在常溫、常壓下進行。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、放、藍等近50個屬)。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Ⅰ，含鐵和鉬）和固二氮酶還原酶（組分Ⅱ，含鐵）組成，兩者在一起時才具有固氮作用。另外，“替補固氮酶”。4還原底物：N25鎂離子6嚴格的厭氧微環(huán)境：固氮酶的高度氧敏感性。固氮的生化機制注：總共需要8個電子，固氮過程中，其中有兩個消耗在固氮酶將,H還原為H2（占25％），原因不清楚。固氮酶對氧極端敏感（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10min；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)：從一個單細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:將少量純種單細胞微生物接種到定量的液體培養(yǎng)基中，定時取樣測定細胞數(shù)量，以培養(yǎng)時間為橫座標，以菌數(shù)為縱座標作圖，得到的一條反映單細胞微生物在整個培養(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，對數(shù)期，穩(wěn)定期和衰亡期等四個生長時期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：細胞形態(tài)變大或增長，例如巨大芽孢桿菌，在遲緩期末，細胞的平均長度比剛接種時長6倍。一般來說處于遲緩期的細菌細胞體積最大細胞內(nèi)RNA，尤其是rRNA含量增高，合成代謝活躍，核糖體、酶類和ATP的合成加快，易產(chǎn)生誘導(dǎo)酶。對外界不良條件反應(yīng)敏感。細胞生理特點：分裂遲緩、菌體大、DNA含量高代謝活躍細胞處于活躍生長中，只是分裂遲緩，此階段后期，少數(shù)細胞開始分裂，曲線略有上升。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）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?？s短意義：可以縮短生產(chǎn)周期，提高設(shè)備利用率。縮短措施：1）增加接種量2）調(diào)整營養(yǎng)成分3）采用對數(shù)期的種子接種4）選用繁殖快的菌種延滯期出現(xiàn)原因把細菌接種到新鮮的培養(yǎng)基中培養(yǎng)時，并不立即進行分裂繁殖，細菌增殖數(shù)為０，這時需要合成多種酶，輔酶和某些中間代謝產(chǎn)物，要經(jīng)過一個調(diào)整和適應(yīng)過程。2.對數(shù)期以最大的速率生長和分裂，細菌數(shù)量呈對數(shù)增加，細菌內(nèi)各成分按比例有規(guī)律地增加，表現(xiàn)為平衡生長。細胞的生理特點：a細胞生長速率最大，細胞數(shù)量呈指數(shù)增加b均衡生長：個體形態(tài)、化學(xué)組成和生理特性等均一致c代時（G，世代時間，增代時間）或倍增時間：最短d酶系活躍，代謝旺盛出現(xiàn)原因：細胞完成生理調(diào)整，基質(zhì)營養(yǎng)和環(huán)境適宜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(Exponentialphase)，在生長曲線中，緊接著遲緩期的一段細胞數(shù)以幾何級數(shù)增長的時期。對數(shù)生長期特點：平衡生長；酶系活躍、代謝旺盛；生長速率常數(shù)R最大、代時最短。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)濟效益。影響指數(shù)期代時長短的因素1）菌種：不同的微生物及微生物的不同菌株代時不同2）營養(yǎng)成分：營養(yǎng)豐富的培養(yǎng)基中生長代時短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（0.1~2.0mg/ml）影響菌體產(chǎn)量、生長速率提高濃度（2.0~8.0mg/ml）影響菌體產(chǎn)量進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)定期活細胞數(shù)保持動態(tài)平衡（正生長和負生長相等），生長曲線進入平坦階段，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。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值等理化條件不適細胞生理特點：分裂速度降低活細胞數(shù)達到最大值開始積累儲藏物質(zhì)積累發(fā)酵產(chǎn)物（次生代謝物，對數(shù)期-菌體生長期，穩(wěn)定期-代謝產(chǎn)物合成期）芽孢細菌產(chǎn)生芽孢實踐意義：生產(chǎn)收獲時期（菌體及相平行的代謝產(chǎn)物）；細胞物質(zhì)生物測定；促進連續(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）個體死亡的速度超過新生的速度(繁殖數(shù)<死亡數(shù))，整個群體就呈現(xiàn)出負生長（R<0）。2）細胞形態(tài)多樣，例如會產(chǎn)生很多膨大、不規(guī)則的退化形態(tài)；3）有的微生物因蛋白水解酶活力的增強就發(fā)生自溶；4）有的微生物在這時產(chǎn)生或釋放對人類有用的抗生素等次生代謝產(chǎn)物5）在芽抱桿菌中，芽抱釋放往往也發(fā)生在這一時期。產(chǎn)生原因：遺傳，培養(yǎng)條件和環(huán)境不適宜，分解代謝速度>>合成速度細菌生長曲線的用途：研究上生產(chǎn)上在實際工作中多采用分光光度計測定OD值的方法繪制細菌的生長曲線。第三節(jié)影響微生物生長的主要因素一、溫度原因：⑴影響酶的活性，最適酶促反應(yīng)溫度。⑵影響細胞質(zhì)膜的流動性，溫度越高流動性越大。⑶影響物質(zhì)的溶解度。所有細菌均有其溫度三基點：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）最適生長溫度：某菌分裂代時最短或生長速率最高的培養(yǎng)溫度。對細菌而言，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。多數(shù)真菌和很多細菌均屬此類。2.兼性厭養(yǎng)菌：有無氧氣均可生長，有氧氣時生長的更好，靠呼吸產(chǎn)能；無氧氣時靠發(fā)酵或無氧呼吸產(chǎn)能。體內(nèi)有SOD和過氧化氫酶。許多酵母和細菌屬此類。有氧呼吸：底物脫氫，H由外來受氫體接受（如O2）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+或有機物）發(fā)酵：無外源受體（自身內(nèi)部進行）故兼性厭養(yǎng)菌在半固體培養(yǎng)基中各處均有，以上部居多。3.微好氧菌：在氧含量較底的條件下，﹝0.01～0.03巴，正常的氧分壓是0.2巴﹞才能正常生長，通過呼吸鏈并以氧為最終受體而產(chǎn)能的一類菌。4.耐氧菌：可在有氧條件下進行發(fā)酵性厭養(yǎng)生活，氧對其無害，體內(nèi)無呼吸鏈，有SOD，有過氧化物酶，缺少過氧化氫酶。在沒有氧的條件下生長。如乳酸菌。5.厭氧菌：（專性厭氧菌或絕對厭氧菌）在有氧條件下不生長，體內(nèi)無SOD，有過氧化物酶，缺少過氧化氫酶。能量只能通過發(fā)酵或無氧呼吸獲得，氧氣對其有毒害作用，在有氧條件下或休眠或死亡。例如：梭狀芽孢桿菌、韋氏梭菌、產(chǎn)甲硫細菌（沼氣）、雙歧桿菌、在半固體培養(yǎng)基中（加入吸附氧氣的試劑），在底部生長。產(chǎn)生：在生物進化的過程中，好氧的菌體內(nèi)產(chǎn)生的三種酶能夠把有氧環(huán)境產(chǎn)生的超氧負離子、過氧化氫、過氧化物消除。（O2—比H2O2強）三、PH原因：酶促反應(yīng)的最適PH值適宜的PH在（2～11）對于某種具體菌而言，亦有其PH三基點：（最適PH、最高PH、最低PH）群體按照所適宜的PH分為：嗜堿菌：包括嗜堿菌/耐堿菌嗜酸菌：包括嗜酸菌/耐酸菌多數(shù)菌的適宜PH為中性左右（5～9）細菌一般喜歡中性環(huán)境PH（7.0～7.2），真菌喜中性偏酸環(huán)境PH（4～6），放線菌喜中性偏堿環(huán)境PH（7.6～8）。嗜酸菌、嗜堿菌、中性菌原生質(zhì)內(nèi)的PH均幾乎為中性，關(guān)鍵在于“周質(zhì)空間”（壁膜空間）的調(diào)節(jié)。但菌經(jīng)代謝會改變外界環(huán)境。培養(yǎng)基內(nèi)中性成分：分為兩大類（有機物、無機物）第四節(jié)、有害微生物的控制抗生素是由某些生物合成或半合成的一類次級代謝產(chǎn)物或衍生物，它們在很低濃度時就能抑制或影響它種生物的生命活動，如殺死微生物或抑制其生長。一、概念：滅菌：用強烈的理化因素使物體內(nèi)外一切微生物永遠喪失生長繁殖能力的措施。殺菌：菌體雖死，形態(tài)尚存溶菌：菌體殺死后細胞發(fā)生溶化、消失。消毒：采用較溫和的理化因素，殺死物體表面或內(nèi)部部分對人體或動植物有害的病源菌，而對被消毒的對象基本無害的措施。例如：常用消毒藥劑及物理消毒措施（巴氏消毒法）防腐：利用某種理化因素完全抑制霉腐微生物的生長繁殖，即通過制菌作用防止食品、生物制品發(fā)生霉腐的措施。二、物理殺菌的代表：高溫（一）溫度殺菌作用的種類：干熱滅菌、濕熱滅菌蛋白質(zhì)的含水量與其凝固的溫度成反比。濕熱滅菌主要通過熱蒸氣殺死微生物，由于蒸氣的穿透力比熱空氣強而且更易破壞保持蛋白質(zhì)穩(wěn)定性的氫鍵的結(jié)構(gòu)，因此在同一溫度下濕熱要比干熱效果好。1.干熱滅菌法：（1）火焰灼燒法：此法滅菌徹底，迅捷簡便。但使用范圍有限。常用于接種工具，污染物品及實驗動物尸體等的廢棄物的處理。（2）干熱滅菌器：電熱鼓風干燥箱以溫度達到160℃此法只適用于玻璃器皿，金屬器具等耐熱物品的滅菌。不可以有介質(zhì)，滅培養(yǎng)基中的菌不可用。2.濕熱滅菌法：一般菌的營養(yǎng)體在60℃時5-10分鐘可殺死，酵母真菌的孢子耐熱在80℃以上才能殺死；細菌的芽孢最耐熱，一般(1)常壓法:A.巴氏消毒法：用于牛奶、啤酒、果酒、醬油等不能進行高溫滅菌的液體的一種消毒方法，主要是殺死其中無芽孢的病原菌（如牛奶中的結(jié)核桿菌或沙門氏菌），是一種低溫消毒法，具體的處理溫度和時間各不相同，一般在60～85℃下處理15秒至30分鐘。具體方法有兩類，第一類稱為低溫維持法，另一類稱為高溫瞬時法，用于牛奶消毒只要在72B.煮沸消毒法：一般用于飲用水、注射器的消毒。（100℃C.間歇滅菌法：又稱丁達爾滅菌法或分段滅菌法。適用不耐熱又需徹底滅菌的材料。方法是將待滅菌的培養(yǎng)基在80～100℃下蒸煮15～60分鐘，以殺死其中所有微生物的營養(yǎng)細胞，然后置室溫或37（2）加壓法（一）常用方法：A.常規(guī)加壓滅菌法（加壓蒸氣滅菌鍋）：在壓力為1㎏/㎝2或15磅/英寸2條件下達到沸點121.3℃，維持15～20分鐘，或壓力0.7㎏/㎝2或10磅/英寸2時達到115B.連續(xù)加壓滅菌法（連消法）：適用于大規(guī)模的發(fā)酵工廠中做培養(yǎng)基滅菌。方法：培養(yǎng)基在發(fā)酵罐外連續(xù)不斷的處理5～15秒（135～140℃），再冷卻，重復(fù)循環(huán)，最終進入發(fā)酵罐。概念：熱死時間：指在某一溫度下，殺死某些微生物的水懸浮群體所需的最短時間。熱死溫度：熱死點，指在一定的時間內(nèi)（一般為十分鐘）殺死某些微生物的水浮群體所需的最低溫度?？勾x藥物的代表—黃胺類藥物原理：其結(jié)構(gòu)與細菌的生長因子——對氨基苯甲酸（PABA）高度相似，因而兩者發(fā)生了競爭性拮抗作用。不少細菌要求外界提供PABA作為生長因子以合成其代謝中必不可缺少的重要輔酶——轉(zhuǎn)移一碳基的四氫葉酸抗生素定義：生物在其生命活動過程中產(chǎn)生的一種次級代謝產(chǎn)物或人工衍生物，它們在很低濃度時就能抑制或影響它種生物的生命活動，因而可用做優(yōu)良的化學(xué)治療劑。分類：抑制細胞壁合成的抗生素例如，青霉素只對繁殖的細胞作用引起細胞壁降解的抗生素干擾細胞膜形成的抗生素抑制蛋白質(zhì)合成的抗生素抑制DNA/RNA合成的抗生素抑制DNA/RNA轉(zhuǎn)錄的抗生素故可分為：廣譜抗生素窄(單)譜抗生素抗生素效果最好的青霉素、鏈霉素防腐劑和消毒劑特點：對一切活細胞都有毒性，不能用于人或動物體內(nèi)的化學(xué)治療。消毒劑：可殺死微生物，通常用于非生物材料的滅菌或消毒。防腐劑：能殺死微生物或抑制其生長，但對人及動物的體表組織無毒性或毒性低，可作為外用抗微生物藥物。第八章微生物的生態(tài)（一）土壤中的微生物①土壤具備了各種微生物生長發(fā)育所需要的營養(yǎng)、水分、空氣、酸堿度、滲透壓和溫度等條件，所以土壤是微生物生活的良好環(huán)境。土壤是微生物的“大本營”；土壤是人類最豐富的“菌種資源庫”。土壤是微生物良好的生活場所1、為微生物提供了良好的Ｃ源、Ｎ源、能源。2、為微生物提供有機物、無機鹽、微量元素。3、滿足了微生物對水分的要求。4、土壤pＨ值范圍5.5