大學《微生物學》重點復習筆記第一節(jié)：微生物學的研究對象與任務一、"微生物"的含義（什么是微生物）

非分類學上名詞，來自法語"Microbe"一詞。

是形體微小、單細胞或個體結構簡單的多細胞、甚或無細胞結構的低等生物的通稱。（插入）

二、生物分界（微生物在生物界的位置）

1、兩界系統(tǒng)（亞里斯多德）

動物界Animalia：不具細胞壁，可運動，不行光合作用。

植物界Plantae：具有細胞壁，不運動，可行光合作用。

三界：原生生物界Protista：（E.H.Haeckel,1866年提出）

2、五界系統(tǒng)

R.H.Whitakker,Science,163:150-160,1969

原核生物界Monera：細菌、放線菌等

原生生物界Protista：藻類、原生動物、粘菌等

真菌界Fungi：酵母、霉菌

動物界Animalia：

植物界Plantae：

五界系統(tǒng)是以細胞結構分化的等級以及和光合、吸收、攝食這三種主要營養(yǎng)方式有關的組織類型為基礎的。

六界：加上病毒界。3、三界（域）系統(tǒng)

Woese用寡核苷酸序列編目分析法對60多株細菌的16SrRNA序列進行比較后，驚奇地發(fā)現(xiàn)：產甲烷細菌完全沒有作為細菌特征的那些序列，于是提出了生命的第三種形式--古細菌(archaebacteria)。隨后他又對包括某些真核生物在內的大量菌株進行了16Sr

RNA(18SrRNA)序列的分析比較，又發(fā)現(xiàn)極端嗜鹽菌和極端嗜酸嗜熱菌也和產甲烷細菌一樣，

具有既不同其他細菌也不同于其核生物的序列特征，而它們之間則具有許多共同的序列特征。

于是提出將生物分成為三界(Kingdom)(后來改稱三個域)：古細菌、真細菌(

Eubacteria)和真核生物(Eukaryotes)。1990年，他為了避免把古細菌也看作是細菌的一類

，他又把三界(域)改稱為：Bacteria(細菌)、Archaea(古生菌)和Eukarya(真核生物)。并構建了三界(域)生物的系統(tǒng)樹。

四、微生物特點

生命基本特征：

生命通過它的耐久性、適應性、它的生長及修復的能力和它的繁殖而延續(xù)下去，這是生命的基本的和普遍的特征。

新陳代謝，包括外部的和內部的，是一切生命的另一基本特征。

控制與調節(jié)，是生命的又一基本特征。

體積小、比表面積大

大小以um計，但比表面積（表面積/體積）大，（插入表），必然有一個巨大的營養(yǎng)吸收，代謝廢物排泄和環(huán)境信息接受面。

這一特點也是微生物與一切大型生物相區(qū)別的關鍵所在。

特點1舉例

乳酸桿菌：120，000

雞蛋：1.5

人（200磅）：0.3

2、吸收多、轉化快

這一特性為高速生長繁殖和產生大量代謝物提供了充分的物質基礎。

特點2舉例

重量相同下：乳酸菌：1小時可分解其體重1000至10000倍乳糖。

人：2.5×105小時消耗自身體重1000倍乳糖。

3、生長旺、繁殖快

極高生長繁殖速度，如E.coli20-30分鐘分裂一次，若不停分裂，48小時2.2×1043

菌數增加，營養(yǎng)消耗，代謝積累，限制生長速度。

這一特性可在短時間內把大量基質轉化為有用產品，縮短科研周期。

也有不利一面，如疾病、糧食霉變。

4、適應強、易變異

極其靈活適應性，對極端環(huán)境具有驚人的適應力。

遺傳物質易變異。

5、分布廣、種類多

分布區(qū)域廣，分布環(huán)境廣。

生理代謝類型多，代謝產物種類多，種數多。

五、微生物作用

1、在自然界物質循環(huán)中作用

2、空氣與水凈化，污水處理

3、工農業(yè)生產：菌體，代謝產物，代謝活動

4、對生命科學的貢獻

六、分支學科

根據不同研究領域和不同研究對象劃分

第二節(jié)、微生物學發(fā)展簡史

"科學的歷史就是科學本身。"--歌德

中國古代

酒文化，"儀狄作酒，禹飲而甘之。"《書經》"若作酒醴，爾惟曲蘗（nie）"《齊民要術》提倡輪作制。

宋真宗時代（公元998-1022

二、國外微生物學發(fā)展

1、微生物的發(fā)現(xiàn)--形態(tài)學時期

AntonyVanLeeuwenhock，1632-1723

第一個報告自己觀察的人。他觀察了幾乎每一個想看到的東西，雨水、污水、血液、體液、酒、醋、牙垢等，發(fā)現(xiàn)了微生物，稱為"微動體"。

2、微生物學的奠基--生理學時期

LouisPasteur，1822-1895

他的一生給人類生活帶來了史無前例的影響。

（1）證實了微生物活動和否定了微生物自然發(fā)生學說。

（2）免疫學--預防種痘

（3）發(fā)酵的研究

（4）其他貢獻

否定自生說

關于自然發(fā)生的爭論：

自然發(fā)生說（無生源說）：認為微小動物是從無生命的物質自然發(fā)生的。

生源說：認為微小動物是從微小動物的"種子"或"胚"形成的，"種子"或"胚"存在于空氣中。

已進行的實驗：1665年，F(xiàn)racescoRedi腐肉生蛆實驗，否定了動物自生說。

Spallanzani實驗，充分加熱的有機汁液中長出微生物原因是由于空氣將微生物帶進了汁液，因而采取完全密封隔絕的封閉法。

18世紀末發(fā)現(xiàn)o2，意識到o2是動物生活必需一種氣體。

Pasteur實驗

1、首先驗證了空氣中確實含有顯微鏡可觀察到的"有機體"。

2、加熱過的空氣通入汁液（煮沸過）并不導致微生物生長。

3、在一封閉容器內，對完全滅菌的汁液加上一些收集到的微生物，無例外地引起微生物生長。

4、設計鵝頸瓶進行實驗，最終否定自生說。

免疫學貢獻

EdwardJenner，1796發(fā)明種痘，不了解機制。

Pasteur1877研究了雞霍亂、炭疽病和恐水病，發(fā)現(xiàn)鈍化病原體可以誘發(fā)免疫性和預防疾病。

發(fā)酵研究

相信一切發(fā)酵作用都和微生物的存在及繁殖有關。不同的發(fā)酵是由不同的微生物引起的。

發(fā)明巴斯德消毒法。

觀察丁酸發(fā)酵時，發(fā)現(xiàn)厭氧生命，提出好氧、厭氧術語。

RobertKoch1843-1910

1、建立微生物學研究基本技術

（1）分離和純化細菌：劃線法，混合倒平板法。瓊脂、培養(yǎng)皿（Petri）

（2）設計了培養(yǎng)細菌用的肉汁胨培養(yǎng)液和營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基。

（3）設計了細菌染色技術

2、證實疾病的病原菌學說，提出了柯赫準則。

柯赫準則

1、某一種微生物，當被懷疑是病原體時，它一定伴隨著病害而存在。

2、必須能自原寄主分離出這種微生物，并培養(yǎng)成為純培養(yǎng)。

3、用已純化的純培養(yǎng)微生物，人工接種寄主，必須能誘發(fā)與原來病害相同病害。

4、必須自人工接種發(fā)病的寄主內，能重新分離出同一病原微生物并培養(yǎng)成純培養(yǎng)。

其他人

SergeWinogradsky,1856-1953,發(fā)現(xiàn)微生物的自養(yǎng)生活。

BeijerinckM.W.,1851-1931，發(fā)現(xiàn)了非共生固氮菌。

JosephLister,1864,提出無菌外科操作技術。

ElieMetchnikoff發(fā)現(xiàn)白細胞的吞噬作用。

Ivanovsky發(fā)現(xiàn)煙草花葉病毒。

P.Ehrlich現(xiàn)代化療的開始

3、現(xiàn)代微生物學發(fā)展-分子生物學階段

1、現(xiàn)代發(fā)酵工業(yè)的形成：1941，F(xiàn)lorey&Chain

將青霉素投入生產，是通氣培養(yǎng)微生物的開端，將微生物學與工程學結合。

2、微生物代謝作用研究；

1944，Avery肺炎球菌轉化實驗，確定DNA是遺傳物質，標志著分子生物學的形成。

1953，Watson&Crick提出DNA雙螺旋結構以及半保留復制假說。

3、分子生物學階段

20世紀70年代，基因工程的發(fā)展，工程菌的構建更促進了微生物學的發(fā)展。

微生物學推動生命科學的發(fā)展

促進許多重大理論問題的突破

對生命科學研究技術的貢獻

與"人類基因組計劃"

展望

2004-03-1409:25:45但是咯

1樓

超級灌水專家±Ж

開國大老++

積分:310

經驗:29834

財產:15946元

文章:5262篇

注冊:2003-01-1313:39標題：回復:[轉帖]周德慶微生物學筆記

3節(jié)：工業(yè)微生物...

3節(jié)：工業(yè)微生物簡介

1、釀酒工業(yè)

白酒：四大名酒，五大香型

啤酒、黃酒、葡萄酒（威士忌、白蘭地、伏特加、朗姆、金酒）

2、酒精工業(yè)

3、溶劑工業(yè)（丙酮、丁醇）

4、有機酸工業(yè):乳酸、檸檬酸、衣康酸、延胡索酸、琥珀酸、蘋果酸、酒石酸等。

5、抗生素工業(yè)

6、酶制劑工業(yè)

7、氨基酸工業(yè)

8、酵母工業(yè)

9、多糖工業(yè)：黃原膠、右旋糖苷、等等

10、石油發(fā)酵

11、生物活性物質：核酸類、維生素等

12、其它：微生物農藥、沼氣發(fā)酵、生物制品（菌苗、疫苗）

4節(jié)：微生物分類Microbialtaxonomy

分類主要是探索生物之間的親緣關系，把它們歸納為互相聯(lián)系的不同類群。

具體任務就是分類、鑒定和命名。

一、分類單位與命名

（一）分類單位:

界,門,綱,目,科,屬,種

種是最基本的分類單位,它是一大群表型特征高度相似，親緣關系極其相近，與同屬內其它種有著明顯差異的菌株的總稱。

種以下又分亞種(變種),型,類群,菌株(品系)

菌株(品系)(strain):表示任何由一個獨立分離的單細胞繁殖成的純種群體及其一切后代。

（二）命名

命名按照《國際細菌命名法規(guī)》,采用林奈氏雙名法。

屬名+種名+命名人

如大腸桿菌:Escherichiacoli(Migula)Castellani&Chalmers1919

屬名:名詞,大寫首字母,一般描繪主要形態(tài)或生理特征。

種名:形容詞,小寫,代表一個種次要特征。

未確定種名或不指特定的種時，可在屬名后加sp.表示。

舉例

真菌界Fungi

真菌門Eumycophyta

子囊菌綱Ascomycetes

原子囊亞綱Protoascomycetes

內孢霉目Endomycetales

內孢霉科Endomycetaceae

酵母亞科Sacchromycetoideae

酵母屬Sacchromyces

釀酒酵母S.cerevisiaeHansen

二、分類依據

1、形態(tài)特征（個體和群體）

細胞形態(tài)：形狀、大小、排列、染色反應等。

培養(yǎng)：固體-菌落，半固體-穿刺，液體。

2、生理生化反應

營養(yǎng)要求：碳源、氮源、營養(yǎng)類型

代謝產物：種類、產量、顯色反應

酶：產酶種類、反應特性

3、生態(tài)學特征

相互關系、宿主種類、與氧關系等。

4、生活史

5、血清學反應

近年又發(fā)展了紅外光譜，GC含量，DNA雜交等。

三、分類方法

（一）經典分類法

隨機地和不系統(tǒng)地根據一些特征進行分類。主要是形態(tài)、生理生化特征。

（二）數值分類法

根據較多特征分類，每一特征地位相同。

1、每一菌株為一操作單位，確定很多特征（50-60個）

2、比較菌株間的最大相似性

陽性和陰性符合的總和

---------------------------------×100%

總的測定數---無效測定數

>85%為同種，>65%為同屬

3、據數值繪出矩陣圖并轉換成樹狀譜。

（三）分子與遺傳方法

1、DNA堿基組成：GC%

相同不能說明是同種，但不同則肯定不是同種。

差別>10%不是同種，<10%可能是同種。

2、核酸分子雜交

比較堿基順序的同源性

3、16srRNA寡核苷酸編目分析

水解rRNA產生一系列寡核苷酸片段，順序分析。

近年來，采用紅外、核磁、電鏡等新技術越來越廣泛。

四、分類系統(tǒng)

原核生物：

《伯杰氏細菌鑒定手冊》第8版，1973

《伯杰氏系統(tǒng)細菌學手冊》第9版，1984

真菌：Ainsworth(1973)系統(tǒng)

酵母：Lodder分類系統(tǒng)

菌種鑒定工作三部曲

1、獲得該微生物的純培養(yǎng)

2、測定一系列必要的鑒定指標

3、查找權威性鑒定手冊

一章：微生物類群與形態(tài)結構

非細胞型：病毒

細胞型：原核微生物：細菌、放線菌等，

無明顯核，也無核膜、核仁。

真核微生物：酵母菌、霉菌，

有明顯核，有核膜、核仁。

1節(jié)：細菌Bacteria

是微生物一大類群，主要研究對象。

細菌是單細胞的，大小在1um左右，1000倍以上顯微鏡才能看到其形狀。

一、細菌的形態(tài)和大小

（一）基本形態(tài)

1、球菌

Coccus：球形或近球形，根據空間排列方式不同又分為單、雙、鏈、四聯(lián)、八疊、葡萄球菌。不同的排列方式是由于細胞分裂方向及分裂后情況不同造成的。

2、桿菌Bacillus(Bacterium)：桿狀或圓柱形，徑長比不同，短粗或細長。是細菌中種類最多的。

3、螺旋菌

Spirillum：是細胞呈彎曲桿狀細菌統(tǒng)稱，一般分散存在。根據其長度、螺旋數目和螺距等差別，分為弧菌Vibrio（菌體只有一個彎曲，形似C字）和螺旋菌（螺旋狀，超過1圈）。

與螺旋體Spirochaeta區(qū)別：無鞭毛。

細菌形態(tài)不是一成不變的，受環(huán)境條件影響（如溫度、培養(yǎng)基濃度及組成、菌齡等）

異常形態(tài)

一般，幼齡，生長條件適宜，形狀正常、整齊。老齡，不正常，異常形態(tài)。

畸形：由于理化因素刺激，阻礙細胞發(fā)育引起。

衰頹形：由于培養(yǎng)時間長，細胞衰老，營養(yǎng)缺乏，或排泄物積累過多引起。

（二）細菌大小

如何測量：顯微測微尺

球菌直徑0.5-1um

桿菌直徑0.5-1um，長為直徑1-幾倍

螺旋菌直徑03-1um，長1-50um

細菌大小也不是一成不變的。

細胞重量10-13-10-12g，每g細菌

二、細菌細胞結構

研究細菌細胞結構是分子生物學重要內容之一，有了電子顯微鏡才有可能。

其結構分為基本結構和特殊結構。

基本結構是細胞不變部分，每個細胞都有，如細胞壁、膜、核。

特殊結構是細胞可變部分，不是每個都有，如鞭毛、莢膜、芽孢。

（一）基本結構

1、細胞壁cellwall：位于細胞表面，較堅硬，略具彈性結構。

功能：1）維持細胞外形；2）保護細胞免受機械損傷和滲透壓危害；3）鞭毛運動支點；4）正常細胞分裂必需；5）一定的屏障作用；6）噬菌體受體位點所在。另外與細菌的抗原性、致病性有關。

革蘭氏染色

CristeinGram，1884發(fā)明（Koch實驗室）

染色過程：(插入）

凡是不能被乙醇脫色，呈藍紫色，稱為革蘭氏陽性菌G+

凡是經乙醇脫色，呈復染劑顏色，稱為革蘭氏陰性菌G-

結果不同主要是細胞壁組成及結構差異造成的。

（1）革蘭氏陽性菌Grampositive

以金黃色葡萄球菌為例，Staphylococcusaureus

細胞壁構成：一連續(xù)層，厚20-80nm

兩部分：網狀骨架：微纖絲組成

基質：骨架埋于基質中

化學組成：主要是肽聚糖和磷壁酸

肽聚糖peptidoglycan(粘肽、胞壁質）

大分子復合體，許多亞單位交聯(lián)而成。

亞單位

1）雙糖單位：N-乙酰胞壁酸（NAM）和N-乙酰葡萄糖胺（NAG）通過â-1，4糖苷鍵相連而成。

2）短肽：L-Ala-D-Glu-L-Lys-D-Ala

3)肽橋：短肽之間連接。

短肽全部或部分連至NAM上，短肽之間也有連接，組成一網狀結構。

肽聚糖是細菌細胞壁特有成分，也是原核微生物特有成分（古生菌沒有）

磷壁酸t(yī)eichoicacid(垣酸）

G+特有成分。

多元醇與磷酸復合物，通過磷酸二酯鍵與NAM相連。

根據多元醇不同，有甘油型、核糖醇型等5種類型。

主要功能：使壁形成負電荷環(huán)境，吸附二價金屬離子，維持壁硬度和一些酶活性。還可提供噬菌體位點。

（2）革蘭氏陰性菌Gramnegative

以大腸桿菌為例：

內壁層：厚2-3nm，單（雙）分子層，由肽聚糖構成。

與G+區(qū)別：交聯(lián)低；DAP取代L-Lys；肽橋。

外壁層：內層：脂蛋白層，以脂類部分與肽聚糖相連。中層：磷脂層。外層：脂多糖層，外壁重要成分，8-10nm。

脂多糖lipopolysaccharideLPS

G-特有成分。

結構：類脂A+核心多糖+O-側鏈

功能：1）內毒素物質基礎；2）吸附鎂、鈣離子；3）決定G-表面抗原；4）噬菌體受體位點。

鈣離子是維持LPS穩(wěn)定性所必需的。

D-AA存在優(yōu)點

G+與G-比較

革蘭氏染色機制

在細胞壁與細胞膜之間，有周質空間（隙），含水解酶、載體蛋白等。

（3）細胞壁缺陷細菌

1、原生質體protoplast：人工條件下用溶菌酶除去細胞壁或用青霉素抑制細胞壁合成后，所留下的部分。一般由G+形成。

2、球形體spheroplast：殘留部分細胞壁，一般由G-形成。有一定抗性。

特點：對滲透壓敏感；長鞭毛也不運動；對噬菌體不敏感；細胞不能分裂等。

3、細菌L型：一種由自發(fā)突變形成的變異型，無完整細胞壁，在固體培養(yǎng)基表面形成"油煎蛋"狀小菌落。

4、支原體：長期進化形成。

2、細胞膜cellmembrane

在細胞壁與細胞質之間的一層柔軟而富有彈性的半透性膜。厚7-8nm。

化學組成：蛋白和磷脂，蛋白含量高達75%，種類也多。膜不含甾醇類。

膜結構（插入）

功能：1）高度選擇透性膜，物質運輸：2）滲透屏障，維持正常滲透壓；3）重要代謝活動中心；4）與壁、莢膜合成有關；5）鞭毛著生點，供運動能量。

3、間體mesosome(中質體）

細胞膜內陷形成。

功能：1）擬線粒體，呼吸酶系發(fā)達。

2）與壁合成，核分裂，芽孢形成有關。

4、細胞核nuclearbody

核質體

原核無明顯核，一反差弱的核區(qū)。

特點：無核膜、核仁、固定形態(tài)，結構簡單，細胞分裂前核分裂。一般單倍體。

成分：DNA：環(huán)狀雙鏈，超線圈結構，負電荷被鎂離子、有機堿（精胺、腐胺）所中和。

與真核區(qū)別：

5、核糖體ribosomeRS

核糖核蛋白的顆粒狀結構，RNA+蛋白。

原核：游離態(tài)、多聚核糖體，70S

真核：游離態(tài)、結合內質網上，70、80S

多聚核糖體：一條mRNA與一定數目的單個RS結合而成。

功能：

6、細胞質及內含物

是無色透明膠狀物，原核與真核不同。

主要成分：水、蛋白、核酸、脂類及少量糖和無機鹽。富含核糖核酸。

不同細菌細胞內，含不同內含物，是細胞的貯藏物質或代謝產物。（插入）

內含物優(yōu)點？

（二）特殊結構

1、莢膜capsule：某些細菌細胞壁外面覆蓋著一層疏松透明粘性物質。厚度不同，名稱不同。

折光率低，負染法觀察。

成分：90%以上為水，余為多糖（肽）。

功能：1）抵抗干燥；2）加強致病力，免受吞噬；3）堆積某些代謝廢物；4）貯存物。

2、鞭毛和菌毛

鞭毛flagellum：某些細菌表面一種纖細呈波狀的絲狀物，是細菌運動器官。

直徑20-25nm，長超過菌體若干倍。電鏡或特殊染色法觀察，懸滴法觀察運動。

化學成分：主要是蛋白質。

結構：G+與G-區(qū)別；原核與真核區(qū)別

鞭毛著生位置與數目，可作為分類依據。

鞭毛著生狀態(tài)決定運動特點。

趨性運動：栓菌實驗

菌毛fimbria(pilus)：許多G-尤其是腸道菌，表面有比鞭毛更細，數目多，短直硬的絲狀體。

直徑7-10nm,長2-3um。

性菌毛（F菌毛）

3、芽孢spore,endospore

某些菌生長一定階段，于營養(yǎng)細胞內形成一個內生孢子，是對不良有抗性的休眠體。

每一細胞僅形成一個芽孢，所以其沒有繁殖功能。

形成芽孢屬于細胞分化（形態(tài)發(fā)生）

Bacillus,clostridium,Spirillum,Vibrio,Sarcina

結構組成特點：含水量低（平均40%），壁致密，芽孢肽聚糖和吡啶-2,6-二羧酸鈣（DPA-Ca）

芽孢有極強的抗熱、輻射、化學藥物和靜水壓的能力，休眠力驚人。

芽孢結構、形成、萌發(fā)（自學）

伴孢晶體

孢囊cyst，等等。

三、細菌繁殖與群體形態(tài)

1、繁殖方式：裂殖為主，少數有性接合。

2、菌落形態(tài)：菌落colony：由單個或少數幾個細胞在固體培養(yǎng)基表面繁殖出來的，肉眼可見的子細胞群體。

形態(tài)包括大小、形狀、隆起、邊緣、表面狀態(tài)、表面光澤、質地、顏色等等。

純培養(yǎng)：克隆clone

菌苔lawn

四、常見常用細菌

細胞結構、菌落特點、代謝產物等。

2節(jié)：放線菌Actinomycetes

因菌落呈放射狀而得名，是絲狀分枝細胞的細菌。

一般分布在含水量低，有機質豐富的中性偏堿性土壤中，特殊土腥味。

大多數是腐生菌，少數寄生；多數異養(yǎng)，好氧。

突出特性是產各種抗生素。

一、形態(tài)與結構

由菌絲構成，直徑0.2-1.2um，無橫隔，仍是單細胞。

菌絲分為：基內菌絲（營養(yǎng)菌絲）

氣生菌絲

孢子絲

菌絲組成菌落，分為兩類。

放線菌仍是原核微生物？

二、繁殖

以無性孢子為主，菌絲斷裂片段也可繁殖成新菌體。

孢子形成方式：橫隔分裂

孢囊孢子

放線菌生活史（發(fā)育周期）

三、代表屬及常見菌

（一）鏈霉菌屬Streptomyces

90%抗生素，菌絲發(fā)育良好。如龜裂鏈霉菌S.rimosus,灰色鏈霉菌S.griseus

(二）小單孢菌屬Micromonospora

無氣生菌絲，基內菌絲頂端著生一孢子。

（三）諾卡氏菌Nocardia

原放線菌屬，降解能力強。

（四）放線菌屬Actinomyces

只有基內菌絲，不形成孢子，厭氧。

（五）鏈孢囊菌屬Streptosporangium

形成孢子囊，孢囊孢子。

放線菌、細菌異同？

3節(jié)：其它幾類原核微生物

重要了解大小、G、培養(yǎng)、細胞及代謝。

一、立克次氏體

Rickettsia：介于細菌、病毒之間，專性真核活細胞內寄生，不能人工培養(yǎng)。不濾過，直徑0.3-0.6um，存在與寄主細胞質和核中。細胞球狀或桿狀，不運動。G-，膜疏松，酶系統(tǒng)不完全，不完整的產能代謝，抵抗性差。

二、支原體Mycoplasma：介于細菌、立克次氏體之間。不具細胞壁，細胞膜含甾醇類。G-，直徑0.2-0.25um，可濾過。已知可獨立生活的最小的細胞型生物。可人工培養(yǎng)，營養(yǎng)要求苛刻，油煎蛋菌落。

三、衣原體Chlamydia：介于立克次氏體、病毒之間。可濾過，專性活細胞內寄生。G-，"能量寄生物"。

各類原核微生物與病毒比較表。

藍細菌Cyanobacteria：含葉綠素，進行放氧型光合作用的原核生物。由于抵抗力和固氮能力，可在貧瘠沙灘荒巖上生長，稱為

"先鋒生物"。

蛭弧菌Bdellovibrio：寄生于其他細菌并導致裂解，可濾過，運動活躍，G-。生物防治。

4節(jié)：酵母菌yeast

非分類名詞，一群單細胞微生物，屬真菌類。第一種"家養(yǎng)微生物"，與人類關系密切。主要分布在含糖較高偏酸性環(huán)境中，又稱

"糖真菌"。一、形態(tài)大小...

一、形態(tài)大小

單細胞，無鞭毛。細胞形態(tài)多樣，常見球、卵、圓桶形。

大小在1-5umX5-30um之間。

二、細胞結構

1、細胞壁：厚0.1-0.3um，三層，由酵母纖維素組成（甘露聚糖、葡聚糖、蛋白、類脂）。用蝸牛酶（heliase）破壞壁來制備原生質體。

2、細胞膜：與原核基本相同，但含甾醇（麥角固醇）。由于有細胞器分化，功能不及細菌多，主要是調節(jié)滲透壓、吸收營養(yǎng)、分泌代謝物等

3、細胞質及內含物

4、細胞核：真核：雙層單位膜，大量核孔，可見染色體，一個或幾個核仁，核膜外有中心體。

5、線粒體：含有一環(huán)狀DNA。呼吸酶系載體，"動力工廠"。有氧時需要，厭氧或過量葡萄糖存在時，被阻遏。

環(huán)狀"2um質粒"：外源DNA載體。

6、核糖體：細胞質中80S，線粒體70S。

三、菌落特征

與細菌相似，但大且厚。

四、繁殖方式與生活史

（一）繁殖方式

1、無性繁殖

(1)芽殖budding：最普遍方式（過程）

(2)裂殖fission：少數（裂殖酵母）

(3)無性孢子：節(jié)孢子、擲孢子、厚垣孢子。

2、有性繁殖

產生子囊和子囊孢子。過程：質配--核配--減數分裂

3、形成孢子條件

營養(yǎng)充足強壯幼齡細胞

適當溫、濕度（25-30，80%）

空氣要流通

適當的生孢子培養(yǎng)基

（二）生活史lifehistory(lifecycle)

某種生物在整個發(fā)育階段，有一個或幾個同形或不同形的個體前后相繼形成一個有規(guī)律的循環(huán)。

四種基本類型：

1、無生殖，僅有營養(yǎng)繁殖。（細菌）

2、僅有一個單倍體生活，雙倍體短。

3、僅有一個雙倍體生活，單倍體短。

4、有世代交替現(xiàn)象，單倍體有性，雙倍體無性。

酵母菌有三種類型：

單倍體型：八孢裂殖酵母

雙倍體型：路德類酵母

世代交替型：釀酒酵母

五、常見常用酵母菌

酵母圖示

5節(jié)：霉菌molds

非分類名詞，絲狀真菌統(tǒng)稱。通常指菌絲體發(fā)達而又不產生大型子實體的真菌。

一、形態(tài)和構造

營養(yǎng)體由菌絲（hyphae)構成，直徑3-10um，菌絲再形成菌絲體（mycelium）

菌絲：無隔，多核單細胞，低等真菌

有隔，多細胞，高等真菌

菌絲體：營養(yǎng)菌絲，伸入培養(yǎng)基吸收營養(yǎng)

氣生菌絲，向空中生成，形成繁殖器官。（特化形式）

細胞壁厚100-250nm，多含幾丁質。

不同類型真菌壁成分比較

二、繁殖與生活史

（一）繁殖

1、無性孢子：主要方式，特點是分散，數量大。

孢囊孢子：內生孢子，毛、根、犁頭霉

分生孢子：外生孢子，最普遍

節(jié)孢子：粉孢子，菌絲斷裂形成

厚垣孢子：真菌休眠體

2、有性孢子

卵孢子：配子囊（雄器、藏卵器）

接合孢子：同宗、異宗配合

子囊孢子：形態(tài)多樣。子實體、子囊果

擔孢子：擔子菌特征

（二）生活史

霉菌指從一種孢子開始，經過一定的生長和發(fā)育，最后又形成同一種孢子為止。

三、菌落

疏松，絨毛狀、絮狀、蛛網狀。

四大類微生物比較：四、分類

過去依據菌絲體及有性繁殖特征分為三綱一類，藻狀菌綱、子囊菌綱、擔子菌綱、半知菌類。

Ainsworth分類系統(tǒng)：

五、常見常用霉菌

中國食用和藥用大型真菌

(一)食用真菌

1、種類資源：擔子菌675種，子囊菌45種。通常栽培的僅10多種。

2、營養(yǎng)：蛋白含量高，AA多達18種左右，特別是人體必需AA。還含有多種維生素、糖類和礦物質。Lys含量一般較高。

3、栽培：發(fā)展栽培同時，重視采用菌絲體的深層培養(yǎng)，特別是風味特殊而鮮美的種類。菌絲體培養(yǎng)物可新鮮食用，或冷凍干燥成粉，制成食品。

目前栽培廣而產而產量大的品種：雙孢菇、大肥菇、香菇、草菇、金針菇、側耳（平菇）、鳳尾側耳、滑菇、銀耳、木耳、猴頭菌、長裙竹蓀等。

培養(yǎng)料來源多且廣，棉子殼、鋸末、秸桿、蔗渣、酒糟等。

4、應用：食用子實體、菌絲體深層培養(yǎng)。作調味品、香味、飲料等。

（二）藥用真菌

1、資源：擔子菌345種，子囊菌28種，其它11種。

2、應用：有20多個方面，主要抗癌、抑菌。目前認為抗癌物質主要是多糖，如香菇多糖、銀耳酸性異多糖、蕓芝多糖（PSK）、茯苓多糖、豬苓多糖、靈芝多糖等。

細胞型生物小結

真菌、細菌、放線菌比較：

真核、原核區(qū)別：

6節(jié)：病毒virus

非細胞型生物，有區(qū)別于細胞型特征：

1、形體十分微小，濾過，電鏡可見；

2、無細胞結構，分子生物，由核酸和蛋白組成，且一種病毒僅含一種類型核酸；

3、專性活細胞內寄生，有宿主專一性，無獨立代謝酶系，依賴宿主自身復制；

4、對抗生素不敏感，對干擾素敏感。

概念：病毒是超顯微的，無細胞結構，專性活細胞內寄生，在活細胞外具一般化學大分子特征，一旦進入宿主細胞又具有生命特征。

根據宿主不同，可把病毒分為幾類，如動物病毒、植物病毒、昆蟲病毒、細菌病毒等。

病毒的核酸與細胞型也不同。

一、形態(tài)、結構和化學組成

1、大小：nm,多在100nm左右。圖片

2、病毒粒子virion(病毒顆粒）

成分：核酸--核心core核衣殼

蛋白--衣殼capsidnucleocapsid

衣殼粒capsomere

包膜（類脂或脂蛋白）envelope

病毒粒子對稱體制：螺旋對稱（TMV）

廿面體對稱（腺病毒）

功能：核酸：遺傳物質基礎

蛋白：構成外殼，保護病毒免受核酸酶及其它因子破壞；決定感染特異性；決定抗原性。

3、噬菌體phage：多為蝌蚪狀，結構模式圖。頭部為廿面體對稱，尾部為螺旋對稱。

4、群體形態(tài)：病毒包涵體、噬菌斑

二、繁殖（烈性噬菌體為例）

1、吸附：分兩階段。感染復數m.o.i

2、侵入：頭部DNA通過尾管注入至細胞中，外殼留在胞外。自外裂解

3、增殖：包括DNA復制和蛋白質合成。雙鏈DNA噬菌體三階段轉錄：

遺傳信息轉移：

4、成熟（裝配）：潛伏期

5、裂解（釋放）：裂解期

上述烈性噬菌體的生長方式，稱為一步生長。

一步生長曲線：

裂解量：每個被感染的細菌釋放新的噬菌體的平均數。

三、噬菌體與宿主關系

1、烈性噬菌體：凡能引起宿主細胞迅速裂解的噬菌體。敏感細菌。

2、溫和性噬菌體：噬菌體侵染宿主后，并不增殖，裂解，而與宿主DNA結合，隨宿主DNA復制而復制，此時細胞中找不到形態(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菌稱為溶源性細菌lysogenic

bacteria

溫和性噬菌體存在狀態(tài)

1）游離具感染性的virion；

2）前噬菌體（prophage）：附著或整合在宿主染色體上，一道復制；

3）營養(yǎng)期噬菌體：指導合成。

3、溶源性細菌特性

1）遺傳性

2）自發(fā)裂解

3）誘發(fā)裂解：雙氧水、UV、X、等。

4）免疫性

5）復愈（消失溶源性）

6）溶源轉變

溶源性菌株命名

四、噬菌體分離檢查與防治

（一）分離檢查（效價測定）

怎樣證實有噬菌體存在：宿主特異性；噬菌斑、液體培養(yǎng)變清等。

1、雙層平板法

2、單層平板法

3、玻片快速法

效價（titre），噬菌斑形成單位（pfu）

（二）防治措施

1、消滅phage，杜絕其依賴生存條件。

2、選育和使用抗phage菌株。

3、菌種輪換使用。

4、藥物防治：加入某些金屬螯合劑、表面活性劑。

五、亞病毒

1、類病毒viroid：沒有衣殼包裹的RNA分子。

2、擬病毒virusoids(類類病毒）：一類包括在植物病毒粒子中的類病毒，RNA。

3、朊病毒prion,virino：一類能侵染動物并在宿主細胞內復制的小分子無免疫性的疏水性蛋白。

艾滋病

AIDS獲得性免疫缺陷綜合征

1981年首先在USA發(fā)現(xiàn)，1983年巴斯德研究所宣布分離出一種virus證實為AIDS的病原，1986年WHO定名為人類免疫缺陷病毒（HIV）。

HIV專門侵犯淋巴細胞，造成免疫缺陷。

傳播途徑：血液、母嬰、體液

第二章：微生物營養(yǎng)和培養(yǎng)基

了解不同微生物需要什么營養(yǎng)物，怎樣吸收，起什么作用，如何為其配餐。

營養(yǎng)物：必須得到的細胞結構成分，必須得到的能量儲存物質。

營養(yǎng)：把營養(yǎng)物從外界吸收至細胞內，復制出新細胞結構的過程。

1節(jié)：營養(yǎng)物及其功能

一、細胞化學組成

整個生物界大體相同，主要是C、H、O、N（占干重90-97%），C（約50%），此外為各種無機元素，由這些元素再組成化合物。其中C/N一般是5:1。

1、水分和無機元素

含水70-90%（鮮重），無機元素（3-10%干重）依次為P、S、K、Mg、Ca、Fe、Zn、Mn等。

2、有機物

蛋白質,核酸,碳水化合物,類脂,維生素等

二、主要營養(yǎng)物及其功能

主要功能：提供合成原生質和代謝產物原料；產生合成反應及生命活動所需能量；調節(jié)新陳代謝。

（一）碳源物質

定義：凡能提供微生物營養(yǎng)所需碳元素的營養(yǎng)源。

功能：碳源、能源

微生物碳源譜：

（二）氮源物質

定義：凡能提供微生物營養(yǎng)所需氮元素的營養(yǎng)源。

功能：氮源，一般不作能源。

微生物氮源譜：

氨基酸自養(yǎng)型和異養(yǎng)型生物

速效氮源和遲效氮源

生理堿性、酸性、中性鹽

（三）能源

化學能：有機物-化能異養(yǎng)微生物

無機物-化能自養(yǎng)微生物

光能

（四）生長因子

定義：一類對微生物正常代謝必不可少且又不能從簡單的碳、氮源自行合成的所需極微量的有機物。

種類：維生素、AA、base、FA等。

作用：輔酶或酶活化

來源：酵母膏、玉米漿、麥芽汁等，復合維生素。

濃度：

（五）無機鹽

所需濃度在10-3-10-4M的元素為大量元素

所需濃度在10-6-10-8M為微量元素。

主要功能：構成菌體成分；酶活性基組成或維持酶活性；調節(jié)滲透壓、pH、Eh；化能自養(yǎng)微生物能源等。

無機元素來源與功能：

一些無機元素加入鹽：

（六）水

存在狀態(tài)：游離態(tài)（溶媒）和結合態(tài)（結構組成）

生理作用：組成成分；反應介質；物質運輸媒體；熱的良導體。

2節(jié)：微生物營養(yǎng)類型

依碳源不同：

異養(yǎng)型heterotrophs（不能以CO2為主要或唯一碳源。

自養(yǎng)型autotrophs（能以CO2為主要或唯一碳源。

依能源不同：

光能營養(yǎng)型phototrophs（光反應產能）

化能營養(yǎng)型chemotrophs（物質氧化產能）

這樣可將微生物分成四種營養(yǎng)類型

（插入）

其中，化能異養(yǎng)型又據利用有機物特性，分成腐生和寄生。

營養(yǎng)類型劃分不是絕對的，不同生活條件下，可相互轉變。

3節(jié)：營養(yǎng)物吸收與代謝物分泌

營養(yǎng)物吸收至胞內被利用，代謝物分泌到胞外以免積累，這就是物質運輸過程。

通透性與吸收是不同概念。

一般大分子：先水解為小分子，再吸收。

脂溶性物質：易透過

離子化合物：弱快強慢（極性）

一、營養(yǎng)物吸收

1、單純擴散simplediffusion

依靠胞內外溶液濃度差，順濃度梯度運輸，不消耗代謝能，無特異性。水、二氧化碳、氧氣、甘油、乙醇等。

2、促進擴散facilitateddiffusion

借助載體蛋白順濃度梯度運輸，不耗能，有特異性。載體蛋白（滲透酶）有底物特異性，是誘導產生的。硫酸根、磷酸根、糖（真核）

3、主動運輸activetransport

吸收營養(yǎng)物的主要機制。

逆濃度梯度運輸，耗能，需載體蛋白，有特異性。氨基酸、乳糖等糖類、鈉、鈣等無機離子。

親和力改變←蛋白構象改變→耗能

上述3種方式中，被運輸的溶質分子都不發(fā)生改變。

4、基團轉位grouptranslocation

屬主動運輸，但溶質分子發(fā)生化學修飾-定向磷酸化。主要依賴磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）和磷酸轉移酶系統(tǒng)（PTS）。

PEP+HPr<=>丙酮酸+P-HPr(EI)

糖+P-HPr<=>糖-P+HPr(EII)

膜對大多數磷酸化合物具有高度的不滲透性。葡萄糖、果糖、甘露糖、嘌呤、核苷、脂肪酸等。

二、代謝物分泌

微生物能分泌多種物質，如有機酸、糖類、胞外酶、莢膜多糖等，由此可知，分泌與吸收不是同一機制。

4節(jié)：培養(yǎng)基medium

選用各種營養(yǎng)物質，經人工配制用來培養(yǎng)微生物的基質。

一、培養(yǎng)基類型

1、依來源不同：合成、天然、半合成。

2、依狀態(tài)不同：固體、半固體、液體。

3、依功能不同：選擇、鑒別

二、選擇和配制培養(yǎng)基的原則和方法

（一）四個原則

1、目的明確

培養(yǎng)什么微生物，獲得什么產物，用途

2、營養(yǎng)協(xié)調

恰當配比，尤其是C/N比（100/0.5-2）

3、物理化學條件適宜

pH，考慮區(qū)別，培養(yǎng)基調節(jié)能力。采用磷酸緩沖液或假如碳酸鈣，流加酸堿。

滲透壓和水活度aw:等滲適宜。

aw表示在天然環(huán)境中，微生物可實際利用的自由水或游離水含量。微生物適宜生長的aw為0.6-0.998之間。氧化還原電位Eh：好氧微生物+0.1v以上；兼性厭氧+0.1v以上行好氧呼吸，

+0.1v以下行發(fā)酵；厭氧微生物+0.1v以下生長。

4、經濟節(jié)約

以粗代精、以廢代好、以簡代繁等。（二）四種方法

1、生態(tài)模擬

2、查閱文獻

3、精心設計

4、實驗比較

第三章：微生物代謝

廣義的代謝--生命體進行的一切化學反應。

代謝分為能量代謝和物質代謝，分解代謝和合成代謝。

分解代謝：復雜營養(yǎng)物分解為簡單化合物（異化作用）。

合成代謝：簡單小分子合成為復雜大分子（同化作用）

二者關系

初級和次級代謝

依據代謝產物在微生物中作用不同，又有初級代謝和次級代謝。

初級代謝：能使營養(yǎng)物轉化為結構物質、具生理活性物質或提供生長能量的一類代謝。產物有小分子前體物、單體、多聚體等生命必需物質。

次級代謝：某些微生物中并在一定生長時期出現(xiàn)的一類代謝。產物有抗生素、酶抑制劑、毒素、甾體化合物等，與生命活動無關，不參與細胞結構，也不是酶活性必需，但對人類有用。

二者關系：先初后次，初級形成期也是生長期，只有大量生長，才能積累產物。

1節(jié)：微生物能量代謝

微生物對能量利用：

有機物化能異養(yǎng)菌

日光光能營養(yǎng)菌通用能源

還原態(tài)無機物化能自養(yǎng)菌ATP

只有ATP和酰基輔酶A起偶聯(lián)作用，其他高能化合物只作為?P供體。

生物氧化過程分為：脫氫、遞氫、受氫三個階段。

生物氧化功能：產能（ATP）、產還原力[H]、產小分子中間代謝物。

以下主要講述化能異養(yǎng)微生物的生物氧化和產能。

一、底物（基質）脫氫的四條主要途徑

以葡萄糖作為典型底物

1、EMP途徑（糖酵解途徑）

有氧時，與TCA連接，將丙酮酸徹底氧化成二氧化碳和水。

無氧時，丙酮酸進一步代謝成有關產物。

2、HMP途徑（己糖-磷酸途徑）

產生大量NADPH2和多種重要中間代謝物。

3、ED途徑2-酮-3-脫氧-6-磷酸葡萄糖酸裂解途徑KDPG

是少數缺乏完整EMP的微生物具有的一種替代途徑，細菌酒精發(fā)酵經ED進行。

4、TCA循環(huán)（三羧酸循環(huán)）

真核在線粒體中，原核在細胞質中。

TCA在代謝中占有重要樞紐地位

四種途徑產能比較：

二、遞氫和受氫

根據遞氫特別是最終氫受體不同劃分

1、發(fā)酵（分子內呼吸）

無氧條件下，底物脫氫后產生的還原力不經呼吸鏈而直接傳遞給某一中間代謝物的低效產能反應。

在此過程中，有機物是氧化基質，又是最終氫受體，且是未徹底氧化產物，結果仍積累有機物，產能少。

在發(fā)酵過程中，借底物水平磷酸化合成ATP，是合成ATP唯一方式。

X?P+ADP?ATP+X

高能化合物：1，3-二磷酸甘油酸、乙酰磷酸、氨甲酰磷酸、PEP、酰基輔酶A。

2、有氧呼吸（呼吸作用）

底物脫氫后，經完整的呼吸鏈（電子傳遞鏈）遞氫，以分子氧作為最終氫受體，產生水和放出能量。

在電子傳遞過程中，通過與氧化磷酸化反應偶聯(lián)，產生ATP，稱氧化磷酸化。

1）呼吸鏈組成與順序：

2）真核與原核生物呼吸鏈比較：

位置、組成

3、無氧呼吸（厭氧呼吸）

以無機氧化物代替分子氧作為最終氫受體的生物氧化。

氧化磷酸化合成ATP，但有些能量轉移到最終受體，產能不多。

依據最終氫受體不同，分成多種類型。

1）硝酸鹽還原作用（反硝化作用）

由硝酸鹽逐步還原成分子氮的過程。使土壤N損失，肥力下降。屬異化性硝酸鹽還原。

2）硫酸鹽還原作用（異化性）

通常以乳酸為基質，積累乙酸，以SO42-為最終氫受體。脫硫弧菌Desulfovibriosp.

3)甲烷發(fā)酵作用

產甲烷菌以二氧化碳為最終氫受體。如甲烷桿菌Methanobacterium

四、不同呼吸類型微生物

與分子氧的不同關系

1、好氧微生物aerobic

有氧條件下生長，進行有氧呼吸。

2、厭氧微生物anaerobic

不需分子氧，進行無氧呼吸或發(fā)酵。

專性厭氧菌-只能在無氧條件下生長，分子氧對其有害。主要梭菌、產甲烷細菌、脫硫弧菌。

耐氣厭氧菌（aerotolerant)-無論有氧無氧，都進行發(fā)酵，分子氧無害。如乳酸菌。

3、兼性厭氧微生物facultativeanaerobic

有氧與無氧條件下均能生長，但以不同氧化方式獲得能量。

如酵母菌、一些腸道菌、反硝化細菌。

酵母菌酒精發(fā)酵時通入氧氣，發(fā)酵減慢，停止產生乙醇，葡萄糖消耗速率下降，氧對發(fā)酵的這種抑制現(xiàn)象稱為巴斯德效應。

4、微好氧微生物microaerophilic

在氧濃度較低條件下生長，進行有氧呼吸。

氧的危害

O2+e→O2-超氧化物自由基

有一些酶可解除危害。

五、不同發(fā)酵類型

對G發(fā)酵產物不同劃分，糖的無氧降解。

（一）乙醇發(fā)酵：

EMP脫羧酶脫氫酶

1.酵母無氧條件：G→丙酮酸→乙醛→乙醇

此屬正常形式，稱Ⅰ型發(fā)酵，亦稱同型酒精發(fā)酵

2.若有亞硫酸酸氫鈉存在，與乙醛結合，而使磷酸二羥丙酮作為受氫體。

磷酸二羥丙酮→α-磷酸甘油→甘油

此稱為Ⅱ型發(fā)酵，但仍有乙醇產生。

3．堿性條件下（PH7.6），乙醛分子間歧化反應

一分子乙醛→乙酸（氧化）

一分子乙醛→乙醇（還原）

還有磷酸二羥丙酮→甘油

4．細菌同型酒精發(fā)酵，ED途徑進行，產生2分子乙醇。

5．細菌異型酒精發(fā)酵，通過HMP途徑進行，產生1分子乙醇和1分子乳酸。

總反應式如下：

G+2ADP+2Pi→2乙醇+2CO2+2ATP

G+HSO3-→甘油+乙醛oHSO3-+CO2

2G→2甘油+乙酸+乙醇+CO2

G+ADP+Pi→2乙醇+2CO2+ATP

G+ADP+Pi→乳酸+乙醇+CO2+ATP

（二）乳酸發(fā)酵

發(fā)酵產物中只有乳酸，經EMP途徑，稱為同型乳酸發(fā)酵（德氏乳桿菌）。

發(fā)酵產物中除乳酸外，還有其他，如乙醇、CO2等稱異型乳酸發(fā)酵。經HMP途徑。如腸膜狀明串珠菌Leuconostoc

mesenteroides

總反應式：

同型：G+2ADP+2Pi→2乳酸+2ATP

異型：G+ADP+Pi→1乳酸+乙醇+CO2+ATP

真菌：丙酮酸→2分子乙醇→琥珀酸→延胡索酸→蘋果酸→乳酸

三）丁酸型發(fā)酵

Clostridium

所進行，特點是產物中都有丁酸。不同種類因酶系統(tǒng)不同，最終產物除丁酸外，還有其他產物。重要的有丁酸發(fā)酵、丙酮丁醇發(fā)酵、丁醇異丙醇發(fā)酵。

（四）丙酸發(fā)酵

由丙酸細菌Propionibacterium，與乳酸細菌相似，發(fā)酵產物有丙酸、乙酸、CO2。

丙酸→丙酸鈣（防腐劑）

（五）混合酸發(fā)酵

腸桿菌特征，產物有甲酸、乙酸、乳酸、琥珀酸等有機酸，還有CO2、H2、少量2，3-丁二醇、乙酰甲基甲醇、甘油等。其中兩個重要的鑒定反應：

1．V．P．實驗（Vagex-Proskauer）

產氣氣桿菌產2，3-丁二醇比較多，堿性條件下可氧化為二乙酰，再與肌酸或胍類衍生物縮合成紅色物質，若加入α-萘酚、肌酸可促進反應，此稱VP反應。

大腸桿菌不產生或少產生2，3-丁二醇，VP反應陰性。

2．甲基紅（M.R）反應

大腸桿菌產酸多，使pH降至4.2,

甲基紅由黃變紅，反應陽性。產氣氣桿菌產2，3-丁二醇，產酸少（pH5.3），甲基紅反應陰性。

3．另外，甲酸只在堿性環(huán)境下積累（pH7.3）,而pH6.2以下，不產甲酸，HCOOH→

CO2+H2。甲酸脫氫酶與氫化酶聯(lián)合作用。

傷寒桿菌無甲酸脫氫酶，只產酸不產氣。

2節(jié)：分解代謝

一、淀粉的分解

淀粉有兩類：一類是直鏈淀粉（α-1，4-糖苷鍵）；另一類是支鏈淀粉（支鏈α-1，4、分支點α-1，6-糖苷鍵）。

1、液化型淀粉酶（α-淀粉酶）：分子內α-1，4-糖苷鍵，不作用α-1，6-糖苷鍵以及靠近α-1，6-糖苷鍵的α-1，4-糖苷鍵。作用的結果是產生麥芽糖，含有6個葡萄糖單位的寡糖和帶有支鏈的寡糖，使黏度下降。枯草桿菌通常用作α-淀粉酶的生產菌。

2、糖化型淀粉酶：這是一類酶的總稱。共同特點是可以將淀粉水解成麥芽糖或葡萄糖，包括以下三種：

（1）淀粉-1，4-麥芽糖苷酶（β-淀粉酶）：從非還原性末端開始，按雙糖為單位，逐步作用于α-1，4生成麥芽糖。但不作用于α-1，6，遇到α-1，6時，作用停止。作用于淀粉后的產物是麥芽糖與極限糊精。

（2）淀粉-1，4-葡萄糖糖苷酶（糖化酶）：

從非還原性末端開始，依次以葡萄糖為單位逐步作用于α-1，4，生成葡萄糖，但能越過α-1，6。根霉與曲霉普遍都能合成與分泌此酶。

（3）淀粉-1，6-葡萄糖苷酶（異淀粉酶）：此酶專門作用α-1，6-糖苷鍵。

二、纖維素與半纖維素的分解

纖維素是葡萄糖通過β-1，4-糖苷鍵連接，分子量更大，不溶于水，不能直接被人和動物消化，但它可以被許多真菌包括木霉、青霉、根霉以及放線菌與細菌中的一些菌株分解與利用

纖維素酶復合物：纖維二糖酶（β-葡萄糖苷酶），C1酶，Cx酶。

天然纖維素C1酶水合非結晶纖維素Cx酶纖維二糖+葡萄糖

纖維二糖酶

葡萄糖

細菌的纖維素酶位于細胞膜上，真菌和放線菌的纖維素酶是胞外酶。

自然界中纖維素豐富，對纖維素的研究早就成為重要的課題了。

在植物細胞壁還有半纖維素，包括各種聚戊糖與聚已糖，最常見的半纖維素是木聚糖。半纖維素容易被微生物分解，但由于半纖維素的組成類型很多，因而分解它們的酶也各不同。生產半纖維素酶的微生物主要有曲霉、根霉、木霉等。

三、果膠質的分解

果膠質是構成高等植物細胞間質的主要物質，主要由D-半乳糖醛酸通過α-1，4-糖苷鍵連接。

天然果膠質（原果膠）原果膠酶水溶性果膠果膠甲酯水解酶果膠酸果膠酸酶半乳糖醛酸。

分解果膠的微生物主要是一些細菌和真菌，麻類植物漚浸脫膠技術就是為了利用果膠分解菌分解果膠的能力。

四、幾丁質的分解

幾丁質由N-乙酰葡萄糖胺通過β-1，4-糖苷鍵連接起來，含氮多糖。是真菌細胞壁和昆蟲體壁的組成成分，一般生物都不能分解與利用，只有某些細菌和放線菌能分解與利用。

幾丁質酶使幾丁質水解生成幾丁二糖，再通過幾丁二糖酶進一步水解生成N-乙酰葡萄糖胺。

五、油脂的分解

油脂在脂肪酶（Lipase）的作用下，逐步被水解生成甘油與脂肪酸，脂肪酸通過β-氧化進行分解。脂肪酶一般廣泛存在于真菌中。

六、烴類化合物的分解

烴類化合物是一類高度還原性的物質，在好氧條件下，可以被一些微生物分解，主要是假單胞菌、分枝桿菌、諾卡氏菌、某些酵母等。

1、甲烷氧化：

2、正烷烴氧化：

先烴化酶（單氧酶）、鐵硫蛋白和鐵硫蛋白-NADH2還原酶作用。

三種方式：a:末端甲基氧化，

b:次末端亞甲基氧化，

c:兩端甲基氧化?氧化。

3、芳香烴氧化

含苯環(huán)或聯(lián)苯類化合物，在氧化過程中逐步被氧化生成兒茶酚或原兒茶酚。兒茶酚或原兒茶酸可以在苯環(huán)的鄰位上或間位上被氧化打開，生成脂肪族化合物，再逐步分解成糖分解途徑中的中間體物質，再按糖代謝的方式進行分解。

苯（聯(lián)苯）→兒茶酚→開環(huán)（鄰位、間位）→繼續(xù)降解。

七、蛋白質的分解

蛋白酶（胞外）肽酶（胞內）

蛋白質肽AA

一般真菌分解蛋白質的能力強，并能分解天然的蛋白質，而大多數細菌不能分解天然蛋白質，只能分解變性蛋白以及蛋白質的降解產物。

根據肽酶作用部位不同，分為氨肽酶（作用于有游離氨基端的肽鍵）；羧肽酶（作用于有游離羧基端的肽鍵）。

腐化decay和腐敗putrefaction

八、氨基酸的分解

1、脫氨作用

有機含氮化合物在微生物作用后放出氨的生物學過程中，通常稱為氨化作用。

（1）氧化脫氨：氨基酸在有氧條件下脫氨，產生氨與α-酮酸，由氨基酸氧化酶催化。包括脫氨反應（酶促）與水解反應（非酶促）。

（2）還原脫氨作用：在無氧條件下進行，生成飽和脂肪酸和氨。

天冬氨酸琥珀酸+NH3

（3）水解脫氨與減飽和脫氨：

氨基酸經水解產生羥酸與氨：

氨基酸+水羥酸+NH3

通過減飽和方式進行脫氨，生成不飽和脂肪酸和氨：

天冬氨酸延胡索酸+NH3

（4）脫水脫氨：含羥基氨基酸（如絲氨酸）在脫水過程中脫氨。

Ser→氨基丙烯酸→亞氨基丙酸→丙酮酸+NH3

H2O

（5）Stickland反應

某些專性厭氧細菌如梭狀芽孢桿菌在厭氧條件下生長時，以一種氨基酸作為氫的供體，進行氧化脫氨，另一種氨基酸作氫的受體，進行還原脫氨，兩者偶聯(lián)進行氧化還原脫氨。這其中有ATP生成。這個反應被稱為Stickland反應。

供氫體：Ala、Leu、Val、Ser、Phe、Cys、His、Asp、Glu。

受氫體：Gly、Pro、Hyp、Orn、Arg、Trp。

丙氨酸+2甘氨酸3乙酸+3NH3

2、脫羧作用

通過氨基酸脫羧酶作用，生成有機胺和二氧化碳。有機氨在胺氧化酶作用下放出氨生成相應的醛，醛再氧化成有機酸，最后按脂肪酸β-氧化的方式分解。

氨基酸脫羧酶具有高度的專一性，基本上是一種氨基酸有一種脫羧酶來催化它的分解。

反應中放出的二氧化碳可以用微量測壓計測定，因此可根據一定基質在一定時間內，被單位細胞作用后、產生二氧化碳的量來測定脫羧酶的酶活。另外，也可以分析樣品中的氨基酸的含量。

二元AA生成的二胺有毒。Lys-尸胺，Orn-腐胺鑒定反應

吲哚實驗與硫化氫實驗是常用的兩個鑒定實驗

1、吲哚實驗：有些細菌可以分解色氨酸生成吲哚可以與二甲基氨基苯甲醛反應生成紅色的玫瑰吲哚，因此可根據細菌能否分解色氨酸產生吲哚來鑒定菌種。

2、硫化氫實驗：許多細菌能分解含硫氨基酸（胱氨酸、半胱氨酸）產生硫化氫，如果在蛋白胨培養(yǎng)基中加進重金屬鹽，接種細菌培養(yǎng)后觀察，若產生硫化氫，則出現(xiàn)黑色的硫化鉛或硫化鐵。

3節(jié)：合成代謝

一、生物合成三要素

能量、還原力、小分子前體物

1、能量由ATP供給，ATP產生有三種方式（底物水平磷酸化，氧化磷酸化，光合磷酸化）

2、還原力產生：還原力主要指NADH2和NADPH2

EMP與TCA產生的NADH2有3個去向：

1）供H體（中間產物還原成發(fā)酵產物）；

2）通過呼吸鏈產生ATP；

3）用于細胞物質合成。

但NADH2要先在轉氫酶作用下轉變成NADPH2才能用。

NADP+NADH2NADPH2+NAD

在體內還有HMP供給NADPH2與磷酸糖。

1G2NADPH2+CO2+5-P-核酮糖

NADPH2在光細菌中可通過非環(huán)式光合磷酸化方式產生。

3、小分子前體物：通常指糖代謝過程中產生的中間代謝物，有12種。

代謝回補順序

1、合成草酰乙酸（OA）回補順序

PEP+CO2羧化酶OA+Pi

PY+CO2+ATP羧化酶OA+ADP+Pi

PEP+CO2+GDP羧化激酶OA+GTP

PY+CO2+NADH2蘋果酸酶蘋果酸+NAD

á-KD+CO2+NADH2脫氫酶異檸檬酸+NAD

好氧性，利用乙酸微生物，以乙醛酸循環(huán)補充草酰乙酸。

2、合成PEP的回補順序

PY+ATPPEP合酶PEP+ADP+Pi

PY+ATP+PiPY雙激酶PEP+AMP+Ppi

OA+GTPPEP羧激酶PEP+GDP+CO2

OA+PPiPEP羧轉磷酸酶PEP+Pi+CO2

綜合總結：

二、糖類合成

（一）單糖合成

1、卡爾文環(huán)Calvincycle（光合菌、某些自養(yǎng)菌）

（還原的磷酸戊糖環(huán)）分為三個階段：

①CO2固定②固定CO2的還原③CO2受體的再生。

關鍵酶：1，5-二磷酸核酮糖羧化酶、磷酸核酮糖激酶。

總反應式：

6CO2+6H2O+18ATP+12NADPH2G+18ADP+12NADP+18Pi

另外，產甲烷細菌有厭氧乙酰輔酶A途徑，少數光合細菌中有還原性TCA途徑等新的自養(yǎng)CO2固定途徑。

2、EMP逆過程。

3、糖異生作用。

4、糖互變作用：大量是在核苷二磷酸糖水平上進行。

（二）多糖合成

E.coli肽聚糖合成：需1個多糖引物。

1、單糖組分在細胞質中合成(UDP是第一個載體）

2、逐步加上AA生成UDP-NAM-五肽（Park核苷酸），順序為L-Lys,D-Glu,DAP,D-Ala,

D-Ala(不需tRNA參與）。其中，2D-AlaD-丙酰-D-Ala(青霉素類似）

此階段在細胞質中進行。

3、UDP-NAM-五肽轉至膜上，與一脂質載體（細菌萜醇

-C55類異戊二烯醇）結合，釋放出NAM-五肽焦磷脂，在膜內側與UDP-NAG結合，構成肽聚糖亞單位。

細菌萜醇是第二個載體。

4、亞單位轉移至細胞壁的生長點上（插入），萬古霉素、桿菌肽抑制。

5、在細胞膜外側，亞單位與引物相連（轉糖基作用），再通過轉肽酶作用，將亞單位末端的D-丙-D-丙拆開，第四個AA與另一亞單位的DAP之間交聯(lián)，另一D-Ala釋放。

在這一步，由于青霉素是D-丙-D-丙的結構類似物，則轉肽酶被抑制，造成肽鏈間無法交聯(lián)，網狀結構也連不起來，形成"軟壁

"，極易破裂死亡。青霉素只對正生長菌起作用，對靜息細胞無作用。

、氮類物質合成

（一）生物固氮

分子N2通過固氮微生物作用形成NH3的過程。

1、固氮微生物（都是原核微生物）

①自生固氮菌：好氧、厭氧、兼性厭氧及各種營養(yǎng)類型。

②共生固氮菌：與豆科共生為根瘤菌，與非豆科共生是放線菌。

③聯(lián)合固氮菌：根際、葉面微生物。

2、固氮機制

只有在不含有化合態(tài)氮的培養(yǎng)基上生長，且提供ATP、還原力等條件下才能固氮。

總反應式：Mg2+

N2+6e+6H++12ATP2NH3+12ADP+12Pi

固氮酶

固氮酶組分Ⅰ：鉬鐵蛋白（MoFd）

組分Ⅱ：鐵蛋白（AzoFd)

都對氧極敏感，遇氧失活，需厭氧條件固氮。

固氮過程：

電子載體：鐵氧還蛋白（Fd），黃素氧還蛋白（Fld）也可以。

每步只傳遞2e，N22NH3需6e，連續(xù)三次。

固氮酶底物專一性不高，還能催化一些反應。

C2H2→C2H4，

N2O→N2+H2O，

HCN→CH4+NH3+CH3NH2，

2H+→H2。

其中C2H2→C2H4，可用氣相色譜檢測，可作為固氮系統(tǒng)存在的有效指標。

N22NH3去路：自生固氮菌不能儲存，也不分泌，很快同化；共生固氮菌分泌至根瘤細胞中為植物所利用。

（二）氨基酸合成

1、直接從培養(yǎng)基中吸收。

2、通過轉氨作用合成其他的氨基酸：

Glu+丙酮酸α-酮戊二酸+Ala

Glu+草酰乙酸α-酮戊二酸+Asp

這類反應是由氨基移換酶催化而成。

3、微生物經氨化作用或經固氮作用生成的氨可以通過特定的反應來吸收生成新的氨基酸（氨同化作用）

α-酮戊二酸+NH3谷氨酸脫氫酶Glu+水

NH3+ATPGluá-KD、PY、OA

Gln合成酶轉移酶

ADP+PiGlnGlu、Ala、Asp

4、從前體合成氨基酸。

按前體不同可將20種氨基酸為六組：

（一）3-磷酸甘油醛：絲氨酸、半胱氨酸、甘氨酸

（二）4-磷酸赤蘚糖和磷酸烯醇式丙酮酸：色氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸

（三）丙酮酸：丙氨酸,亮氨酸、纈氨酸

（四）α-酮戊二酸：谷氨酸、谷酰氨脯氨酸、精氨酸、賴氨酸（真菌中）

（五）草酰乙酸：天冬氨酸天冬酰氨甲硫氨酸蘇氨酸異亮氨酸賴氨酸（細菌）

（六）5-磷酸核酮糖+ATP：組氨酸

初生氨基酸：Ala,Glu,Asp,Gly，氨基化所生成的氨基酸。

次生氨基酸：以初生氨基酸為前體合成。

工業(yè)生產氨基酸

最初利用蛋白質水解法生產，1957年開始用發(fā)酵法生產。近年采用生化合成法：

1、酶轉化法

反丁烯二酸+NH3Asp酶L-Asp

丙酮酸+NH3+苯酚Tyr酶Tyr

2、完整細胞酶合成：選用酶活力高菌種，處理菌體使物質易透過。

DL-Ser+丙酮酸+苯酚菌體L-Tyr

丙酮酸+NH3+吲哚菌體L-Trp

4節(jié)：代謝調控

代謝-生化反應-酶催化-基因編碼→基因調控

↓

環(huán)境因子影響環(huán)境調控

代謝調節(jié)部位：真核和原核

合成調節(jié)：誘導合成、終產物阻遏、分解代謝物阻遏

酶

活性調節(jié)：反饋（終產物）抑制、酶活性共價修飾

一、主要調節(jié)機制

（一）酶的誘導合成

Karstrom適應酶Monod誘導酶

組成酶Cohn組成酶

誘導劑不一定是底物，但底物大多數情況下是有效誘導劑。

誘導酶只在有誘導劑時才合成，除去誘導劑就停止。是全新合成，而不是原有酶的激活。

某些酶的誘導物

操縱子學說

Monod&Jacob,1962

調節(jié)基因操縱子

PRtPOzyat

mRNARNA多聚酶

無誘導物時，結合。

阻遏物有誘導物時，脫落。（二）終產物阻遏（反饋阻遏）

主要在合成代謝途徑中，終產物或其衍生物對該途徑上一個或多個酶形成的抑制作用。

如E.coliMet,Arg的合成。

機制：調節(jié)基因原阻遏物（阻遏物蛋白）

與終產物結合時被激活，與操縱基因結合，阻止結構基因轉錄。終產物為輔阻遏物。屬于正調節(jié)。

（三）分解代謝物阻遏（葡萄糖效應）

Monod研究E.coli對混合碳源利用，發(fā)現(xiàn)葡萄糖抑制其它糖利用，出現(xiàn)二次生長。

所有迅速代謝能源都能阻抑較慢代謝的能源所需酶的合成。酶的生成被易分解碳源所阻遏。此稱葡萄糖效應。

酶大多數是誘導酶。

葡萄糖效應并不是由葡萄糖直接造成，而是葡萄糖某種分解代謝物引起。

cAMP（環(huán)腺苷酸）是關鍵控制因子。

其與分解代謝物活化蛋白（CAP）結合，促使RNA多聚酶與啟動基因結合而開始轉錄。cAMP濃度低時，影響結合，不能轉錄。

葡萄糖的某種代謝產物降低了cAMP水平，即使有誘導劑存在，也不能合成分解其它糖的酶，只有葡萄糖消耗完，

cAMP水平上升，才能開始轉錄、合成。

ATP腺苷酸環(huán)化酶cAMP磷酸二酯酶AMP

（四）反饋抑制

1、協(xié)同反饋抑制：終產物不能單獨抑制，要幾個終產物同時作用，合作抑制。如多粘芽孢桿菌的Asp族氨基酸合成。6-53

2、合作反饋抑制：兩種終產物同時存在，起著比一種大得多的抑制。圖6-54

3、同工酶：多個酶催化同一個反應，分別受不同終產物抑制。圖6-51

如大腸桿菌的Asp族氨基酸合成，圖6-52

4、順序反饋抑制：代謝途徑中第一個酶不受終產物抑制，而受分支處中間產物抑制，終產物抑制引起中間產物積累，從而抑制第一個酶。圖6-57

如紅色假單胞菌的Ile合成。

5、積累反饋抑制：每一個終產物單獨、部分地抑制共同步驟的第一個酶，互不影響。圖6-55

如大腸桿菌的Gln合成酶受8個終產物抑制。圖6-56

調節(jié)位點（變構中心）

反饋抑制機制：變構酶

底物位點（活性中心）

（五）酶活性共價修飾

由一個修飾酶（活化酶）催化另一種酶起共價修飾的改變，從而改變后者活性。

酶-X酶+X（X：小分子化合物）

修飾酶

如大腸桿菌Gln合成酶：AMP與酶共價結合時（腺苷酰轉移酶催化）活性低，脫去AMP，活性高。

膠質假單胞菌檸檬酸裂解酶：乙酰化（有活性），脫乙酰化（無活性）

二、代謝調控應用

(一）在初級代謝產物生產上應用

反饋調節(jié)最重要，要繞過，方法如下：

1、降低末端產物濃度（應用營養(yǎng)缺陷型解除正常反饋調節(jié)）

單線途徑：應用營養(yǎng)缺陷型積累中間代謝物，采用低濃度終產物供給。

EaEbEc

ABCDE

Ec缺失，積累C，低濃度供給E。

分支途徑：積累末端產物。

E1FG

ABCDE

E2HI

E1缺失，限制I，少量E→G，大部分分泌。

Lys生產：高Ser缺陷型，圖6-62

肌苷酸生產：腺嘌呤缺陷型，圖6-63

2、篩選抗反饋突變株（解除反饋）

在含有抗代謝物的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，篩選抗性突變株，其中一些可分泌大量末端產物。如對氨基Phe/Tyr,7-氮雜Trp/Trp

3、控制細胞膜滲透性

通過生理學或遺傳學方法，改變膜透性，使胞內代謝物迅速滲漏到胞外，解除反饋抑制。

（二）在次級代謝產物生產上應用

次級代謝產物通常在細胞生長后期形成，主要是抗生素、毒素、甾體化合物等。在自然條件下，微生物產生次級產物能力一般不高，其生產也受代謝調控。

可通過誘變育種和控制環(huán)境條件來提高產量，但次級產物合成途徑比較復雜，許多還不清楚，因此關于次級產物合成的確實控制部位還大多不明。青霉素生產中，葡萄糖雖能很好利用，但生產不適宜，而乳糖雖緩慢利用，卻可多產青霉素。在含葡萄糖和乳糖混合培養(yǎng)基中，生長階段迅速利用葡萄糖，葡萄糖用盡時，對乳糖利用解阻遏，不生長，但產青霉素。也可利用后期流加限量葡萄糖的方法實現(xiàn)。

其他次級產物生產也廣泛采用這種方法。另外，氮源種類、濃度對次級產物產生與積累也有很大的影響，磷酸鹽也有影響。（三）在酶生產上應用

酶合成受基因和代謝物雙重控制

1、加誘導劑

誘導酶只有在誘導劑存在時形成，在培養(yǎng)基中加入誘導劑。要注意底物誘導劑的濃度。

2、降低阻遏物濃度

參與分解代謝的酶，通常受誘導和阻遏雙重控制，包括終產物阻遏和分解代謝物阻遏。為了大量生產酶，要避免使用豐富，復雜培養(yǎng)基，不要含快速利用的糖類。合成酶類通常被終產物阻遏，要對產生阻遏的化合物加以限制。

3、利用突變產生不需誘導物或不受阻遏的突變體

（1）生長在低濃度誘導物中選育不需誘導劑的組成性突變株。

（2）利用抗代謝物，篩選不受終產物阻遏的突變體。

（3）利用被阻遏的酶的底物作唯一的碳源，可篩選不受分解代謝物阻遏的突變體。

4、增加基因模板

將外源特異基因導入微生物體內，增加酶產量。

（1）游離基因轉移法

（2）phage轉導法

5節(jié)：自養(yǎng)菌代謝（微生物的自養(yǎng)代謝）

一、光能自養(yǎng)菌

藍細菌與高等植物相同，含葉綠素a,b,其余含菌綠素，有光合膜。光合作用只在有光合色素存在時才進行。

葉綠素（主要色素）：捕獲能量與光反應中心

光合色素

類胡蘿卜素（輔助色素）：只捕能并傳至葉綠素

（一）主要類群

P150表解

屬于原核微生物，歸于紅螺菌目，利用硫化氫、氫氣或有機物作為供氫體。常存在于水較清，可透光的厭氧環(huán)境中。

1、紅螺菌科（紫色無硫細菌）：有機物為供氫體，兼性光合。光能異養(yǎng)。

2、著色菌科（紫色硫細菌）：專性厭氧，專性光合，硫化物為供氫體，體內外積累硫。光能自養(yǎng)。

3、綠菌亞目：綠菌科-綠硫細菌，綠彎菌科-綠色非硫細菌。專性厭氧，專性光合，硫化物為供氫體，胞外積累硫。

（二）光合作用

光反應：光合色素吸收光能并轉化為化

學能的能量轉換反應。

暗反應：利用能量進行CO2同化。

光合磷酸化即光能引起葉綠素分子逐出電子，并通過電子傳遞產生ATP的方式。

1、環(huán)式光合磷酸化

逐出電子經電子傳遞又回到菌綠素，使其恢復到原狀態(tài)，其間產生ATP，但不產生還原力，不放出氧氣。光合細菌屬此類。P151，圖6-33光合菌還原力來自硫化氫，方式可能是逆向電子傳遞，消耗光反應產生的ATP。

H2S+NADS+NADH2積累硫

NADH2+NADPNAD+NADPH2

2、非環(huán)式光合磷酸化

兩個光反應系統(tǒng)，除產生ATP，還有還原力，放出氧氣。植物、藍細菌屬此類。

還原力來自水的光解。P151,圖6-34

3、噬鹽菌紫膜的光合作用

無葉綠素或菌綠素參與的獨特的光合作用，是迄今為止最簡單的光合磷酸化反應。（自學）

二、化能自養(yǎng)菌

無機物氧化獲能,通過卡爾文環(huán)同化CO2

產能主要方式是氧化磷酸化，還原力產生是逆向電子傳遞。P148,圖6-30

無機物氧化時，以不同位置進入呼吸鏈，這與異養(yǎng)菌不同，產能效率低。圖6-31

1、硝化細菌

將氨氧化成亞硝酸-亞硝酸細菌

亞硝酸氧化成硝酸-硝酸細菌

NH4++1?O2→NO2-+2H++H2O+66千卡

NO2-+?O2→NO3-+18千卡圖6-322、硫細菌

引起元素硫或還原態(tài)硫化物氧化，包括光能與化能。化能即硫化細菌。最多是硫桿菌Thiobacillus。

S2-→S→SO32-→SO42-

由于產硫酸，會引起金屬腐蝕，也可用于濕法冶金。

2S+3O2+2H2O→2H2SO4（T.thiooxidans)

4FeSO4+O2+2H2SO4→2Fe2(SO4)3+2H2O(T.ferrooxidans)

硫酸及硫酸高鐵是有效浸溶劑。

CU2S+2Fe2(SO4)3→2CUSO4+4FeSO4+S

FeS2+7Fe2(SO4)3+8H2O→15FeSO4+8H2SO43、氫細菌

兼性自養(yǎng)菌。H2+?O2→H2O+56.5千卡

4、鐵細菌

將亞鐵氧化成高鐵，尚未純培養(yǎng)。

自養(yǎng)菌總結

光合細菌類群主要供氫體、碳源、生長因子、O2釋放

綠硫細菌S2-、S2O32-，H2CO2--

著色細菌S2-、S2O32-，H2CO2--

紅螺細菌有機物有機物+-

藍細菌水CO2-+化能自養(yǎng)型菌生理類群

類群氧化基質及電子供體氧化產物

亞硝酸細菌NH4+NO2-H2O

硝酸細菌NO2-NO3-H2O

硫化細菌H2S、S、S2O32-、Fe2+SO42-H2OFe3+

氫細菌H2H2O

鐵細菌Fe2+Fe3+

最終電子受體均為O2

第四章：微生物生長

生長：有機體的細胞組分與結構在量方面的增加。

繁殖：單細胞-由于細胞分裂引起個體數目的增加。

多細胞-通過無性或有性孢子使個體數目增加的過程。

發(fā)育：適合條件下，生長與繁殖始終是交替進行的，從生長到繁殖是一個由量變到質變的過程，這個過程稱為發(fā)育。

1節(jié)：微生物的發(fā)育周期

一、概念

發(fā)育周期、單細胞微生物、絲狀真菌

二、發(fā)育周期中細胞學上變化

1、細胞壁與質膜的延伸

質膜合成位點在赤道帶，細胞壁生長也定位在赤道區(qū)，并具有種的特異性。

2、DNA的復制

1）單向復制JohnCairns：E.Coli作材料，放射自顯影技術。染色體從起始點開始，反時針旋轉一周完成。

2）雙向復制HiroshiYoshikawa：不只按一個方向復制，起點與終點不重合。

3）滾環(huán)模型：不對稱復制。一股線狀，一股環(huán)狀復制。

真核微生物復制有多個位點，都是雙向。

3、發(fā)育循環(huán)中基因的表達

DNA的復制與細胞分裂是協(xié)調的。細胞分裂總是發(fā)生在DNA復制后的一定時間內。抑制DNA合成的各種化學處理或突變也抑制細胞分裂。細菌DNA復制需DNA起始蛋白作用。

E.coli細胞分裂總是發(fā)生在DNA復制完成后大約20分鐘，而DNA復制需40分鐘，這樣世代時間應是60分鐘，但…...

三、細胞分化現(xiàn)象

在某些微生物的發(fā)育循環(huán)中，一個或一群細胞會從一種形態(tài)與功能轉變?yōu)榱硪环N形態(tài)與功能，此稱細胞分化或形態(tài)發(fā)生。

2節(jié)：微生物純培養(yǎng)