生物競(jìng)賽輔導(dǎo) 微生物學(xué)知識(shí)梳理

1、微生物學(xué)緒論第一章 真核微生物的形態(tài)、構(gòu)造和功能 第二章 病毒和亞病毒第三章 微生物的營(yíng)養(yǎng)和培養(yǎng)基第四章 微生物的新陳代謝第五章 微生物的生長(zhǎng)及其控制第六章 微生物的遺傳變異和育種第七章 微生物的生態(tài)第八章 傳染和免疫第九章 微生物的分類和鑒定緒論知識(shí)要點(diǎn)一、微生物的概念1、 概念：是一切肉眼看不見或看不清楚的微小生物的總稱。2、 三大特點(diǎn)：個(gè)體小（常小于，以 m 為單位）；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；進(jìn)化地位低等。3、 五大共性：體積小，面積大；吸收多，轉(zhuǎn)化快；生長(zhǎng)旺，繁殖快；適應(yīng)強(qiáng)，易變異；分布廣，種類多。其中體積小、面積大是其他幾點(diǎn)的基礎(chǔ)。（想一想為什么？）4、 分類原核類：細(xì)菌、放線菌、支原體、立克次氏

2、體、衣原體、藍(lán)細(xì)菌真核類：真菌、原生動(dòng)物、顯微藻類非細(xì)胞類：病毒、類病毒、朊病毒二、微生物發(fā)展史上的重要人物1、 列文虎克（荷蘭） 最早觀察到細(xì)菌。2、 巴斯德（法國(guó)） (1) 提出了生命只能來自生命的胚種學(xué)說，發(fā)現(xiàn)并證實(shí)發(fā)酵是由微生物引起的；(2) 徹底否定了“自然發(fā)生”學(xué)說；著名的曲頸瓶試驗(yàn)無可辯駁地證實(shí)：空氣內(nèi)確實(shí)含有微生物，是它們引起有機(jī)質(zhì)的腐??；(3) 免疫學(xué)預(yù)防接種 熱處理，殺死有害微生物首次制成狂犬疫苗；（4）巴斯德消毒法：6065作短時(shí)間加3、 柯赫（德國(guó)）（1）微生物學(xué)基本操作技術(shù)方面的貢獻(xiàn) a、細(xì)菌純培養(yǎng)方法的建立：土豆切面 營(yíng)養(yǎng)明膠 營(yíng)養(yǎng)瓊脂（平皿） b、設(shè)計(jì)了各種培養(yǎng)基

3、，實(shí)現(xiàn)了在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)對(duì)各種微生物的培養(yǎng)c、流動(dòng)蒸汽滅菌 d、染色觀察和顯微攝影 （2）對(duì)病原細(xì)菌的研究作出了突出的貢獻(xiàn)：a、具體證實(shí)了炭疽桿菌 是炭疽病的病原菌；b、發(fā)現(xiàn)了肺結(jié)核病的病原菌；（1905 年獲諾貝爾獎(jiǎng)）c、證明某種微生物是否為某種疾病病原體 的基本原則著名的柯赫原則 具體內(nèi)容是： 在每一相同病例中都出現(xiàn)這種微生物；要從寄主分離出這樣的微生物并在培 養(yǎng)基中培養(yǎng)出來；用這種微生物的純培養(yǎng)接種健康而敏感的寄主，同樣的疾病會(huì)重復(fù)發(fā)生；從試驗(yàn)發(fā)病的寄主中 能再度分離培養(yǎng)出這種微生物來。4、 伊凡諾夫斯基（俄國(guó)） 煙草花葉病毒的發(fā)現(xiàn)者（結(jié)晶提純的是 stanley）。5、 (英) 首創(chuàng)外科消毒

4、術(shù)（石炭酸消毒）。6、 (英) 種牛痘預(yù)防天花。7、 (英) 發(fā)現(xiàn)青霉素(第一個(gè)有實(shí)用意義的抗生素)。8、 1977 woese 提出古生菌是不同于細(xì)菌和真核生物的特殊類群。9、sanger首次對(duì) 174 噬菌體 dna 進(jìn)行了全序列分析。10、朊病毒(prion)的發(fā)現(xiàn)者（prusiner，19821983）。類病毒（diener，1971）；擬病毒（gibbs，1983）11、 19831984 mullis 建立 pcr 技術(shù)。12、 1995 第一個(gè)獨(dú)立生活的細(xì)菌(流感嗜血桿菌)全基團(tuán)組序列測(cè)定完成。11、 1997 第一個(gè)真核生物(啤酒酵母)基因組測(cè)序完成。11、 中國(guó)的湯飛凡：沙眼

5、衣原體的分離和確證。三、生物工程的內(nèi)容及聯(lián)系生物工程包括遺傳工程（基因工程）、細(xì)胞工程、微生物工程（發(fā)酵工程）、酶工程、生物反應(yīng)器工程，這五個(gè) 工程是一個(gè)從改造遺傳物質(zhì)到得到大量產(chǎn)品的有機(jī)整體，其關(guān)系如下：工工酶工程常規(guī) 菌 基因程工程菌 發(fā)酵程大量產(chǎn)品 細(xì)胞工程四、幾個(gè)重要數(shù)據(jù)生物反應(yīng)器工程1、 正常人腸道中的微生物重量約等于糞便干重的 1/3。 2、 微生物一般為單倍體。3、 第一個(gè)有實(shí)用意義的抗生素是青霉素。4、 微生物的種類數(shù)有 10 萬種。5、 液體培養(yǎng)基中細(xì)菌細(xì)胞濃度一般只能達(dá)到 108109個(gè)/ml。6、 微生物一般為幾 m 到幾十 m。7、 最小的病毒如雙生病毒只有 1218n

6、m。最大的病毒如牛痘病毒。 練習(xí)1、各種酒按釀制原理大體上可分為 、 、四個(gè)類型。和2、 需氧發(fā)酵要通氣攪拌。 （ ）3、 微生物學(xué)的奠基人是列文虎克。 （ ）4、 微生物都是單倍體。 （ ）5、 微生物的耐高溫、耐低溫、耐酸、耐堿、耐缺氧、耐毒物、抗鹽、抗輻射、抗靜水壓等方面的能力比動(dòng)植物 都強(qiáng)。 （ ）6、 磺胺屬于抗生素。 （ ）答案：1、果酒類 啤酒類 曲酒類 蒸餾酒類 2、 3、 4、 5、 6、知識(shí)要點(diǎn)一、細(xì)菌第一章 原核生物的形態(tài)、構(gòu)造和功能1概念：細(xì)菌是一類細(xì)胞細(xì)而短、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、細(xì)胞壁堅(jiān)硬、以二等分裂方式繁殖和水生性較強(qiáng)的原核微生物。注意：二等分裂式繁殖，不能簡(jiǎn)單的表述為分裂生

7、殖；水生性較強(qiáng)意即生活環(huán)境含水要較 充分。2細(xì)菌的形態(tài)球狀球菌：較常見桿狀桿菌：最常見弧菌：螺旋不滿一環(huán)螺旋狀螺旋菌 螺菌：螺旋 26 環(huán)（最少） 螺旋體：螺旋 6 環(huán)以上特殊的：三角形、方形、圓盤形。在顯微測(cè)量時(shí)，桿菌、螺旋菌大小用長(zhǎng)寬（m）表示，球菌大小用直徑（m）表示。3細(xì)菌的染色（此為重點(diǎn)內(nèi)容）細(xì)菌透明，故須染色后光鏡下才可見。活菌用美藍(lán)或 ttc 染色，死菌常用革蘭氏染色法（鑒別染色法，屬正染色） 和莢膜染色法（負(fù)染色）。最常用的革蘭氏染色法關(guān)鍵步驟如下：（1） 初染：用結(jié)晶紫初染 12min。（2） 媒染：用碘液媒染 1min。（3） 脫色：用 95%乙醇脫色 2530s（此步最關(guān)

8、鍵，想一想為什么？）（4） 復(fù)染：用番紅（即沙黃）復(fù)染 12min?？捎孟聢D表示：由圖可知，甲、乙兩種細(xì)菌經(jīng)初染后分別染上了紫色，經(jīng)碘液媒染后，結(jié)晶紫與碘分子形成了一個(gè)分子量較大的 牢固復(fù)合物。脫色后乙菌紫色易被洗脫而成為無色菌體，甲菌不易被洗脫仍為紫色。復(fù)染后，則甲菌維持最初的紫 色，而乙菌則被復(fù)染而呈紅色，甲菌稱革蘭氏陽性菌（g+），乙菌稱革蘭氏陰性菌（g）。4細(xì)菌的構(gòu)造細(xì)菌細(xì)胞的一般構(gòu)造有細(xì)胞壁、細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、核質(zhì)體（擬核）、間體等，特殊構(gòu)造有鞭毛、菌毛、性菌毛、 莢膜、芽孢、質(zhì)粒等。分述如下：（1）細(xì)胞壁1 證明細(xì)胞壁存在的方法：a、染色后再光鏡下觀察；b、細(xì)菌超薄切片，電鏡觀察。2

9、 缺壁細(xì)菌l 型細(xì)菌：自發(fā)突變形成，它的細(xì)胞膨大，“油煎蛋”似的小菌落。原生質(zhì)體：人工用溶菌酶、青霉素徹底去壁的細(xì)菌（多為 g+ 形成）球狀體：人工部分去除細(xì)胞壁的細(xì)菌（多為 g形成）另外，支原體可看成是自然界長(zhǎng)期進(jìn)化形成的缺壁細(xì)菌。（更多的時(shí)候另立一類）由于缺壁，這些細(xì)菌細(xì)胞呈球狀，對(duì)滲透壓十分敏感，有鞭毛也不運(yùn)動(dòng)，對(duì)噬菌體不敏感（即噬菌體不能侵入）， 不能分裂。3 功能：固定細(xì)胞外形，協(xié)助鞭毛運(yùn)動(dòng)，保護(hù)細(xì)胞免受外力損傷，與細(xì)菌的抗原性、致病性（如內(nèi)毒素）和對(duì)噬 菌體的敏感性有關(guān)。4 結(jié)構(gòu)：g+ 細(xì)胞壁由肽聚糖層和周質(zhì)空間組成，g細(xì)胞壁由外壁層、肽聚糖層（內(nèi)壁層）和周質(zhì)空間組成。 g+ 和

10、g細(xì)胞壁的特點(diǎn)比較a、g+肽聚糖含量很高而 g含量很低；b、g+中含特有的磷壁酸（即垣酸，分為壁磷壁酸和膜磷壁酸），而 g無； c、g中特有脂多糖（lps）g+中無；d、g-中有蛋白質(zhì)（基質(zhì)蛋白、外壁蛋白、脂蛋白）。g+的肽聚糖的典型構(gòu)成（以金黃色葡萄球菌為代表）雙糖單位：一個(gè) n-乙酰葡糖胺（g）與一個(gè) n-乙酰胞壁酸通過 -1，4 糖苷鍵連接而成。短肽尾：連在 n-乙酰胞壁酸（m）分子上。肽橋：由甘氨酸組成，連接兩個(gè)肽聚糖單體，其氨基端與前一肽聚糖單體肽尾的第四個(gè)氨基酸即d-丙氨酸的羧 基相連，其羧基端與后一肽聚糖單體肽尾的第三個(gè)氨基酸即 l-賴氨酸的氨基相連。注意：a、肽尾中有 d-氨基

11、酸（自然界中組成蛋白質(zhì)的氨基酸尾 l 型）；b、溶菌酶可水解 n-乙酰胞壁酸與 n-乙 酰葡糖胺間的 -1，4 糖苷鍵。（思考 1：水解后每一肽聚糖單位是含一個(gè)雙糖單位還是一個(gè)單糖單位？思考2：溶菌酶能溶解 g-嗎？）；c、青霉素抑菌是由于阻止肽聚糖單體間的肽橋無法交聯(lián)，從而不能形成正常的肽聚糖（即細(xì)胞壁不能正常 形成）；d、g-的肽聚糖的肽尾第三個(gè)氨基酸不同，且肽尾間直接相連，無特殊的肽橋；e、不同細(xì)菌肽橋不完全相 同。磷壁酸的功能（g+）a、 帶負(fù)電荷可與 mg2+等陽離子結(jié)合，提高離子強(qiáng)度。b、 保證 g+致病菌與宿主間的粘連（主要為膜磷壁酸）c、 賦予 g+以特異的表面抗原（細(xì)胞壁具抗

12、原性的原因所在）d、 提供噬菌體的特異吸附受體（故原生質(zhì)體對(duì)噬菌體不敏感）脂多糖（lps）的功能（g-）lps 由類脂 a、核心多糖和 o-特異側(cè)鏈三部分組成。a、可與 mg2+ 等陽離子結(jié)合；b、是 g-致病物質(zhì)（內(nèi)毒素）的物質(zhì)基礎(chǔ)；c、決定 g-細(xì)胞表面抗原決定簇的多樣性； d、提供噬菌體的特異吸附受體?？梢?g+的磷壁酸與 g的 lps 在功能上是相似的。（2）細(xì)胞膜和間體細(xì)菌細(xì)胞膜不同于真核細(xì)胞膜的功能有（要特別關(guān)注）：合成細(xì)胞壁各種組分（lps、肽聚糖、磷壁酸）和莢膜等大分子的場(chǎng)所；氧化磷酸化或光合磷酸化的產(chǎn)能基 地；許多酶（如 -半乳糖苷酶、有關(guān)細(xì)胞壁和莢膜的合成酶、atp 酶）和

13、電子傳遞鏈組分的所在部位；鞭毛的著 生點(diǎn)和提供其運(yùn)動(dòng)所需的能量等。間體：由細(xì)胞膜內(nèi)褶形成，其主要功能是：a、與能量的產(chǎn)生有關(guān)；b、促進(jìn)細(xì)胞間隔形成；c、與遺傳物質(zhì)的復(fù) 制及分離有關(guān)。（3）細(xì)胞質(zhì)主要成分為核糖體、貯藏物、各種酶、無機(jī)鹽、載色體、質(zhì)粒、羧化體、伴孢晶體等。無各種復(fù)雜的細(xì)胞器。糖原碳及能源類聚-羥丁酸（phb）：貯藏能量、碳源和降滲透壓。藻青素、藻青蛋白：藍(lán)細(xì)菌含有，光合色素貯藏物氮源類核糖體（70s）異染粒：貯磷、降低滲透壓羧化體：化能自養(yǎng)菌內(nèi)含物為 rubp 羧化酶（4）核質(zhì)體（核區(qū)、擬核、核基因組）為大型環(huán)狀的雙鏈 dna 分子，核質(zhì)體一般為 14，在染色體復(fù)制時(shí)為短暫雙倍體

14、，一般為單倍體。 （5）莢膜（細(xì)胞壁外）主要成分為多糖、多肽或蛋白質(zhì)，可用碳素墨水進(jìn)行負(fù)染色或用莢膜染色法染色。主要功能有：保護(hù)（如免受干旱，免受宿主吞噬，故與毒性有關(guān)）；貯藏（養(yǎng)料）；堆積（代謝廢物）； 黏附（如齲齒的形成即由于細(xì)菌黏附后產(chǎn)生乳酸腐蝕牙齒）。（6）鞭毛和菌毛（都由蛋白質(zhì)構(gòu)成）鞭毛：數(shù)目一至十根，長(zhǎng)在膜上，具運(yùn)動(dòng)功能（半固體直立柱培養(yǎng)基中用穿刺接種后，則穿刺線周圍有呈渾濁 的擴(kuò)散區(qū)；平板培養(yǎng)基上菌落形狀大而薄且不規(guī)則，邊緣不平整。都與鞭毛運(yùn)動(dòng)有關(guān)）。直徑m，須電鏡觀察或染 色加粗后光鏡下觀察。結(jié)構(gòu)：以 3 股鞭毛蛋白鏈組成（而真核生物的鞭毛為“9+2”型），其中 g+的基體由

15、s 和 m環(huán)構(gòu)成，g-的基體由 l 環(huán)、p 環(huán)、s 環(huán)和 m 環(huán)組成。鞭毛是菌種分類鑒定中的重要指標(biāo)。菌毛：纖細(xì)，中空，短直、數(shù)量多，使細(xì)菌黏附物體上（g-中常見，與致病力有關(guān)）性鞭毛為特殊的菌毛， 在不同性別的菌株間傳遞 dna 片斷。（7）芽孢：生長(zhǎng)發(fā)育后期（培養(yǎng)時(shí)往往是穩(wěn)定期）形成的抗逆性休眠體。無繁殖功能。產(chǎn)芽孢細(xì)菌主要為革 蘭氏陽性桿菌，如枯草芽孢桿菌、蘇云金芽孢桿菌、破傷風(fēng)梭菌。孢外壁芽孢 芽孢衣：含角蛋白，抗酶解，抗藥物，陽離子不易透過皮層：含芽孢肽聚糖及 dpaca，體積大，滲透壓高核心：分芽孢壁（可發(fā)育為新細(xì)胞壁）、芽孢膜（可發(fā)育為新細(xì)胞膜）芽孢質(zhì)、核區(qū)四部分。芽孢抗熱的機(jī)制

16、滲透調(diào)節(jié)皮層膨脹學(xué)說芽孢衣的透性低（對(duì)多價(jià)陽離子、水分）皮層滲透壓高奪取核心的水分皮層膨脹皮層的離子濃度高 （核心高度失水）抗熱性強(qiáng)可見，芽孢衣的透性低，核心的含水少，皮層的膨脹（厚）是芽孢抗熱性主要原因。其次 dpaca 為一耐熱性的凝膠，有利于抗熱。5 能否殺滅芽孢是衡量各種消毒滅菌措施的主要指標(biāo)。濕熱滅菌一般為 121，1015 分鐘可殺死芽孢，干熱滅菌須 在 150160下維持 12 小時(shí)，才可殺死芽孢?？梢姼蔁崆闆r下，芽孢的耐熱性更高。6 伴胞晶體：蘇云金芽孢桿菌在形成芽孢時(shí)形成的堿溶性蛋白晶體（即 內(nèi)毒素），可殺死鱗翅目昆蟲的幼蟲。 5細(xì)菌的菌落菌落：?jiǎn)蝹€(gè)微生物細(xì)胞或孢子在固體培養(yǎng)

17、基上繁殖形成的肉眼可見的群體菌苔：指多個(gè)同種菌落連成一片細(xì)菌在固體培養(yǎng)基上生長(zhǎng)時(shí)，其細(xì)胞間隙中充滿著毛細(xì)管水，故菌落為濕潤(rùn)，較光滑、較透明、較黏稠、易挑 取、質(zhì)地均勻。二、放線菌（g+）1概念：是一類呈菌絲狀生長(zhǎng)，主要以孢子繁殖和陸生性強(qiáng)的原核生物，革蘭氏染色陽性。可以把放線菌看成一類具絲狀分枝細(xì)胞的細(xì)菌，根據(jù)有：原核；菌絲直徑與細(xì)菌相仿；細(xì)胞壁主要成分為 肽聚糖；鞭毛（指孢子）與細(xì)菌相同；噬菌體形狀同；最適 ph 均為微堿性；dna 重組方式相同；核糖體為 70s；對(duì)溶菌酶敏感；敏感的抗生素相同。2常見實(shí)例1 泥土特有的“泥腥味”主要由放線菌產(chǎn)生2 產(chǎn)生抗生素的大戶（常見的除青霉素和頭孢霉素

18、外）3 非豆科植物根瘤中的共生固氮菌屬于放線菌（弗蘭克菌屬）4 分解纖維素等復(fù)雜有機(jī)物的生力軍。3形態(tài)構(gòu)造（以鏈霉菌為例）基內(nèi)菌絲（一級(jí)菌絲）：吸收、排泄氣生菌絲（二級(jí)菌絲）：與繁殖有關(guān)（分化出孢子絲，再產(chǎn)生分生孢子）分生孢子產(chǎn)生的兩途徑：細(xì)胞膜內(nèi)陷；細(xì)胞壁和細(xì)胞膜內(nèi)陷。菌落特征：（菌絲間無毛細(xì)管水）干燥、不透明、絲絨狀，難以挑取、正反顏色不一致、菌落邊緣培養(yǎng)基的平面 有變形現(xiàn)象。三、藍(lán)細(xì)菌（g）是一類含有葉綠素 a，具放氧性光合作用的原核生物。藍(lán)細(xì)菌的三大特點(diǎn)：1 光合作用：無葉綠體，有類囊體，類囊體上有葉綠素a、胡蘿卜素、藻藍(lán)蛋白、藻紅蛋白、非環(huán)式電子傳遞 鏈（光合細(xì)菌如紅螺菌為較原始的循

19、環(huán)式光合磷酸化，故不放氧）2 固氮：有異形胞，可固氮，異形胞中無藻膽蛋白，只存在光系統(tǒng)、不會(huì)產(chǎn)生對(duì)固氮酶有毒害的分子氧，卻 能產(chǎn)生固氮必需的 atp。3 細(xì)胞壁中含有肽聚糖，構(gòu)造更似革蘭氏陰性細(xì)菌，對(duì)青霉素和溶菌酶敏感。四、支原體、立克次氏體和衣原體（g）1支原體：無細(xì)胞壁（g），青霉素不敏感；能獨(dú)立營(yíng)養(yǎng)的最小生物（當(dāng)然指腐生的）；害大于利（細(xì)菌、放線菌、 藍(lán)藻都是利大于害）；比細(xì)菌?。?50nm 左右），光鏡下勉強(qiáng)可見；菌落小，“油煎蛋狀”；二等分裂；腐 生或寄生。2立克次氏體寄生于真核細(xì)胞內(nèi)；有細(xì)胞壁（g-），對(duì)四環(huán)素、青霉素等抗生素敏感；二等分裂；可用雞胚、敏感動(dòng) 物或合適的組織培養(yǎng)物如

20、 hela 細(xì)胞株作培養(yǎng)基（較特殊）；熱敏感。3衣原體濾過性（很?。Ｐ约?xì)胞內(nèi)寄生、形成包涵體；二等分裂；可用雞胚卵黃囊膜、小白鼠腹腔、組織培養(yǎng) 細(xì)胞或 hela 細(xì)胞上；有細(xì)胞壁（g-），對(duì)青霉素和磺胺敏感；生活史：原體（感染體）始體（宿主細(xì)胞內(nèi)） （經(jīng)分裂）原體。第二章 真核微生物的形態(tài)、構(gòu)造和功能真菌特點(diǎn)：不能進(jìn)行光合作用（異養(yǎng)吸收型）；孢子繁殖（與放線菌同）；菌絲體發(fā)達(dá)；陸生性較強(qiáng)（似 放線菌）一、酵母菌結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1 細(xì)胞壁：由外到內(nèi)依次為甘露聚糖、蛋白質(zhì)、葡聚糖（與細(xì)胞壁強(qiáng)度有關(guān)），也有少量類脂和幾丁質(zhì)。2 細(xì)胞膜細(xì)胞膜的功能是：調(diào)節(jié)胞外溶質(zhì)運(yùn)送到細(xì)胞內(nèi)的滲透屏障；細(xì)胞壁等大分子成分

21、的生物合成和裝配基地； 部分酶的合成和作用場(chǎng)所。3細(xì)胞核染色體的主要貯存庫，數(shù)目因種而不同，酵母菌的線粒體和質(zhì)粒（常作目的基因載體）中有環(huán)狀的dna。 4大型液泡：貯藏營(yíng)養(yǎng)物和水解酶，調(diào)節(jié)滲透壓。5線粒體有氧時(shí)形成很多結(jié)構(gòu)完整的線粒體，缺氧時(shí)，只能形成無嵴的線粒體。外膜內(nèi)膜（形成嵴）：電子傳遞和氧化磷酸化基質(zhì)：有 tca 循環(huán)的酶系。繁殖及生活史1 無性生殖：芽殖、裂殖、無性孢子（節(jié)孢子、擲孢子、厚垣孢子）2 有性生殖：子囊孢子（真酵母）3 生活史（三種類型）1 營(yíng)養(yǎng)體為 2n 或 n：出芽生殖、有性生殖（子囊孢子 4 個(gè)）2 營(yíng)養(yǎng)體為 n：裂殖、有性生殖（子囊孢子 8 個(gè)，因?yàn)橛幸淮斡薪z分裂

22、）3 營(yíng)養(yǎng)體為 2n：芽殖、有性生殖（在子囊內(nèi)，4 個(gè)單倍體，子囊孢子兩兩結(jié)合）思考題：上述三種類型的生活史減數(shù)分裂類型是什么？有核相交替嗎？有世代交替嗎？沒有發(fā)現(xiàn)有性生殖的酵母菌叫做假酵母，沒有發(fā)現(xiàn)有性生殖的霉菌叫半知菌二、絲狀真菌霉菌1一般特征：菌絲體發(fā)達(dá)，不產(chǎn)生大型子實(shí)體，陸生性強(qiáng)（放線菌也是陸生性強(qiáng)，而細(xì)菌、酵母菌則水生性強(qiáng)），也可總結(jié) 為菌絲發(fā)達(dá)的陸生性強(qiáng)，可能因其更易吸收水）。是復(fù)雜有機(jī)物如纖維素、半纖維素和木質(zhì)素的分解者（應(yīng)該比放 線菌的作用更大）。生產(chǎn)抗生素如青霉素、頭孢霉素。植物傳染性病害的主要病原微生物。2菌絲1 營(yíng)養(yǎng)菌絲的特化形態(tài)：假根（根霉）、吸器、附著胞、附著枝、菌核

23、（休眠）、菌索（休眠）、匍匐菌絲（根 霉）、菌環(huán)（捕捉線蟲）、菌網(wǎng)（捕捉線蟲）。2 氣生菌絲的特化形態(tài)（形成各種類型的子實(shí)體）：分生孢子頭、孢子囊、分生孢子器、分生孢子座、擔(dān)子、閉 囊殼、子囊殼、子囊盤。其中前四者可產(chǎn)生無性孢子，后四者可產(chǎn)生有性孢子。子實(shí)體：指在里面或上面可產(chǎn)生孢子的、有一定形狀的任何構(gòu)造。比較：放線菌和霉菌菌絲的異同點(diǎn)。3菌落比較菌落特征單細(xì)胞微生物菌絲狀微生物含水狀態(tài)透明度 與培養(yǎng)基結(jié)合程度 正反面顏色區(qū)別氣味細(xì)菌較濕稍透明不結(jié)合相同臭味酵母菌較濕稍透明不結(jié)合相同酒香味放線菌干燥不透明牢固結(jié)合一般不同泥醒味霉菌干燥不透明 較牢固結(jié)合 一般不同霉味由表中特征可看出微生物有無

24、菌絲對(duì)于菌落特征影響很大。非細(xì)胞生物第三章 病毒和亞病毒（非細(xì)胞型微生物） 病毒：核酸（一種）、蛋白質(zhì)類病毒亞病毒擬病毒：rna（不具單獨(dú)侵染性） 朊病毒：蛋白質(zhì)一、病毒1特點(diǎn)：小，電鏡觀察，可過細(xì)菌濾器。無細(xì)胞構(gòu)造（稱分子生物），無個(gè)體生長(zhǎng)過程。主要成分是核酸 （dna 或 rna）和蛋白質(zhì)。繁殖方式為復(fù)制。活細(xì)胞內(nèi)寄生。對(duì)抗生素不敏感，對(duì)干擾素敏感。最大的病毒：痘病毒最小的生物：病毒（當(dāng)然類病毒更?。┳钚〉哪塥?dú)立生活的生物：支原體2病毒粒子的構(gòu)造核衣殼（基本結(jié)構(gòu)） 病毒粒子核心：dna 或 rna衣殼：衣殼蛋白包膜（非基本結(jié)構(gòu)）：類脂或脂蛋白3病毒粒子的對(duì)稱體制螺旋對(duì)稱：tmv、狂犬病毒二

25、十面體對(duì)稱（即等軸對(duì)稱）：腺病毒、脊髓灰質(zhì)類病毒、x174 噬菌體復(fù)合對(duì)稱：t 偶數(shù)噬菌體（t 、t 、t ）、痘病毒2 4 64了解幾種病毒的群體形態(tài)（可用光鏡觀察到）包涵體：用于病毒病的診斷和生物防治。噬菌斑：噬菌體和細(xì)菌混合培養(yǎng)，在培養(yǎng)基平板細(xì)菌菌苔上形成的圓形局部透明區(qū)域。每一個(gè)噬菌斑一般是由一 個(gè)噬菌體粒子形成的?？勺鳛殍b定的指標(biāo)（純種分離及計(jì)數(shù)）。空斑（蝕斑）：?jiǎn)螌觿?dòng)物細(xì)胞瓊脂平板上形成的類似噬菌斑的空白區(qū)域。病斑：如果單層細(xì)胞受腫瘤病毒感染，則會(huì)局部細(xì)胞劇增，這個(gè)劇增的部位（病灶）即為病斑。枯斑：是植物葉片上的植物病毒群體。可見噬菌斑與噬菌體有關(guān)，空斑、病斑與動(dòng)物病毒有關(guān)，枯斑與

26、植物病毒有關(guān)。5介紹幾種病毒（1） 煙草花葉病毒（tmv）：發(fā)現(xiàn)最早；ssrna；螺旋對(duì)稱（2） 腺病毒：動(dòng)物病毒；二十面體對(duì)稱；dsdna，可形成包涵體（3） t 偶數(shù)噬菌體：分 t2、t4、t6 三種；頭部二十面體對(duì)稱，尾部螺旋對(duì)稱；dsdna；頸部由頸環(huán)和頸須構(gòu)成， 尾部由尾鞘、尾管、基板、刺突和尾絲五部分組成，刺突和尾絲都有吸附功能，特別尾絲在侵染細(xì)菌時(shí)起重要作用， 刺突的作用更準(zhǔn)確地說是刺入宿主細(xì)胞。動(dòng)物病毒：多為 dsdna、ssrna；植物病毒：多為 ssrna；噬菌體：多為 dsdna；真菌病毒：dsrna；藻類病毒： dsdna。6噬菌體的繁殖：吸附侵入增殖成熟裂解烈性噬菌體

27、：凡在短時(shí)間內(nèi)能連續(xù)完成這五個(gè)階段而實(shí)現(xiàn)其繁殖的噬菌體。溫和噬菌體：凡在短時(shí)間內(nèi)不能連續(xù)完成這五個(gè)階段而實(shí)現(xiàn)其繁殖的噬菌體。噬菌體往往呈蝌蚪狀、球狀（無尾）、絲狀（無頭）三大類。（1）吸附：尾絲與宿主細(xì)胞表面特異受體接觸（這是病毒特異性的原因之一）。刺突、尾板固著于細(xì)胞表面，一個(gè)細(xì)菌表面有多個(gè)吸附位點(diǎn)，脂多糖、脂蛋白、磷壁酸、鞭毛、菌毛都有可能成 為吸附位點(diǎn)。吸附受很多因素的影響：感染復(fù)數(shù)大，吸附的噬菌體越多（太多可引起自然裂解）；陽離子ca2+、mg2+、ba2+等有利于吸附；一些輔 助因子如色氨酸、生物素有利于吸附；ph 在中性時(shí)有利于吸附；最適生長(zhǎng)溫度有利于吸附。（2）侵入：尾鞘中少量的

28、溶菌酶（由此可見病毒粒子含有一些酶成分）溶解細(xì)胞壁的肽聚糖。核酸注入寄主細(xì)胞 中，衣殼留在細(xì)胞壁外面。植物病毒侵入都是被動(dòng)的，可通過昆蟲刺吸式口器損傷細(xì)胞；借帶病汁液等植物傷口相接觸；借人工嫁接時(shí)的傷口等 三種方式而侵入。借助胞間連絲實(shí)現(xiàn)病毒粒子在細(xì)胞間的擴(kuò)散和傳播。動(dòng)物病毒侵入通過直接接觸；細(xì)胞內(nèi)吞（多數(shù)病毒如此）；膜融合三種方式。由于動(dòng)物病毒整個(gè)粒子都進(jìn)入了細(xì)胞，必 須在脫殼酶的作用下脫殼。這一點(diǎn)與噬菌體不同。（3）增殖：包括核酸的復(fù)制和蛋白質(zhì)的生物合成。親代病毒把遺傳信息傳到 mrna 的合成方式有 6 種：第型：dsdna+mrna，如 t 偶數(shù)噬菌體；第型：+ssdnadsdna+m

29、rna，如 x174；第型：dsrna+mrna 如呼腸弧病毒第型：+ssrna-ddrna+mrna，如 tmv；第型：-ssrna+mrna，如水泡性口膜炎病毒；第型：+ssrna-dnadna+mrna，如逆轉(zhuǎn)病毒。上述 6 種類型可統(tǒng)一為：合成+mrna，不管是以 dna 還是以 rna 為模板的鏈必須是負(fù)鏈，+rna 本身可作為mrna 轉(zhuǎn)譯出蛋白質(zhì)，也可通過第、類型合成子代+rna。+dna 或+rna 是指與 mrna 核苷酸序列一致，而-dna 或-rna 是指與 mrna 核苷酸序列互補(bǔ)。（4）成熟（裝配）裝配過程是：先形成頭部再結(jié)合尾部再裝上尾絲（5）裂解（釋放）裝配好的噬

30、菌體在細(xì)胞裂解后釋放出來，也有的是 dna 穿出細(xì)胞膜后才與衣殼蛋白結(jié)合，宿主細(xì)胞并未裂解。可 見本步驟用“釋放”比“裂解”更準(zhǔn)確。7烈性噬菌體的一步生長(zhǎng)曲線一步生長(zhǎng)曲線是定量描述烈性噬菌體的增殖曲線。通常以感染時(shí)間為橫坐標(biāo)，以噬菌體效價(jià)（噬菌斑數(shù)/ml）為縱 坐標(biāo)畫出的曲線。分潛伏期、裂解期和平穩(wěn)期。（1） 潛伏期：指噬菌體粒子從吸附到受感染宿主細(xì)胞釋放子代噬菌體所需的最短時(shí)間。（2） 裂解期：指宿主細(xì)胞迅速裂解，并釋放大量子代噬菌體。（3） 平穩(wěn)期：感染后的宿主已全部裂解，噬菌體效價(jià)達(dá)到最高點(diǎn)后的時(shí)期。裂解量：是指每個(gè)受感染的細(xì)胞所產(chǎn)生子代噬菌體的平均數(shù)。8溫和噬菌體與溶源菌（1）溫和噬菌

31、體：噬菌體 dna 只整合在宿主的核染色體上（或以質(zhì)粒形式存在細(xì)胞內(nèi)），隨寄主 dna 的復(fù)制而同 步復(fù)制，一般情況不增殖也不引起宿主細(xì)胞裂解。這樣的噬菌體稱為溫和噬菌體（或溶源噬菌體），具有溶源周期核 裂解周期。溫和噬菌體的特點(diǎn)：為 dsdna；具整合能力（處于整合態(tài)的噬菌體核酸，稱作前噬菌體）；具同步復(fù)制能 力。（2）溶源菌核基因組上整合有前噬菌體并能正常生長(zhǎng)繁殖而不被裂解的細(xì)菌，叫溶源菌。溶源菌的特點(diǎn)：自發(fā)裂解（頻率極低）；誘導(dǎo)；免疫性；復(fù)愈（非溶源化）；溶源轉(zhuǎn)變。思考題 溫和噬菌體一定與溶源菌同步復(fù)制嗎？二、亞病毒1 類病毒：1971 年 diener 首次闡明馬鈴薯紡錘形塊莖?。╬s

32、td）的病原體是類病毒（ssrna），簡(jiǎn)稱為 pstv， 是一個(gè)裸露的閉合環(huán)狀 rna 分子（而 rna 病毒都為線形的）。2 擬病毒是一類包裹在植物病毒粒子中的類病毒，它侵染的對(duì)象不是高等動(dòng)植物，而是小小的植物病毒，故稱分子寄生 物，擬病毒為環(huán)狀單鏈 rna，必須與輔助病毒結(jié)合才能感染和復(fù)制。3朊病毒是一類能引起哺乳動(dòng)物和人的中樞神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病，不含核酸的傳染性蛋白質(zhì)的病原因子。附：常見傳染病簡(jiǎn)介：1 人流感：由流感病毒（正粘病毒科，為ssrna）引起，分甲、乙、丙三型，甲型流感病毒變異是常見的自然現(xiàn) 象，主要由血凝素（h）和神經(jīng)氨酸酶（n）的變異引起。所以流感疫苗效果有局限性。2 禽流

33、感：在動(dòng)物間傳播，目前引起人們關(guān)注的是一種高致病性的h5n1 病毒（ssrna）3 非典：主要是由 sars 冠狀病毒（sars-cov）引起，sars 病毒是單股正鏈 rna 病毒（+ssrna），為有包膜的病 毒。4 艾滋病：由 hiv 引起，是一種反轉(zhuǎn)錄病毒，（ssrna），有包膜，每年 12 月 1 日為世界艾滋病日（今年為第 18 個(gè)）。全世界現(xiàn)有艾滋病感染者 4 千 30 萬，中國(guó)約 84 萬（2005 年數(shù)據(jù)）5 狂犬?。河煽袢《疽鸬?，一種弧狀病毒，ssrna，有包膜。6 瘋牛病：一種朊病毒引起的疾病。7 鼠疫：由鼠疫桿菌引起，借鼠蚤傳播的烈性傳染病，為 g。8 炭疽：由炭疽

34、桿菌引起的人畜共患病，炭疽桿菌為 g+，為兼性厭氧，有莢膜、芽孢，其抗原多樣，包括莢膜 多肽抗原、菌體多糖抗原、外毒素復(fù)合物抗原、芽孢抗原。由上可見大多數(shù)令人恐慌的由病毒引起的傳染病的核酸都為 ssrna，可能是由于單鏈更易變異令人難以預(yù)防?！揪毩?xí)】1 一個(gè)噬菌斑是由一個(gè)噬菌體形成的。（ ）2 一個(gè)噬菌斑含有一個(gè)噬菌體。（ ）3 如果兩種不同噬菌體同時(shí)侵入一個(gè)細(xì)胞，則兩種皆可增殖。（ ）參考答案 1 2 32第四章 微生物的營(yíng)養(yǎng)和培養(yǎng)基一、微生物營(yíng)養(yǎng)六要素微生物的六種營(yíng)養(yǎng)要素為：碳源、氮源、能源、生長(zhǎng)因子、無機(jī)鹽和水（如果說五要素則把能源除開）。 自養(yǎng)微生物和自養(yǎng)植物是不需要生長(zhǎng)因子（維生素）

35、的。自養(yǎng)微生物和自養(yǎng)植物的碳源和氮源都是無機(jī)物，但異養(yǎng)微生物的氮源也可是無機(jī)氮化物。1碳源異養(yǎng)微生物的碳源主要是有機(jī)碳（同時(shí)可作能源），其中糖類是最廣泛的。自養(yǎng)微生物只能利用co 或碳酸2鹽作為唯一碳源。2氮源能被微生物利用的有：有機(jī)氮化物及其降解產(chǎn)物可作氮源；無機(jī)氮化合物；分子氮。氮源一般不作能源，少數(shù)自養(yǎng)微生物利用銨鹽，硝酸鹽作為氮源及能源。此外，某些厭氧微生物在碳源缺乏和 厭氧條件下，可利用某些氨基酸作為能源。氨基酸自養(yǎng)型生物：指能把尿素、銨鹽、硝酸鹽甚至氮?dú)獾群?jiǎn)單氮源合成一切氨基酸的生物，如綠色植物和少數(shù)微生物。氨基酸異養(yǎng)型生物：指需要從外界吸收縣城的氨基酸作為氮源的生物，如動(dòng)物和多數(shù)

36、異養(yǎng)型微生物。請(qǐng)注意：把這一組概念同按營(yíng)養(yǎng)方式來劃分的自養(yǎng)型和異養(yǎng)型區(qū)分開來。3能源：根據(jù)能源不同微生物可分為光能營(yíng)養(yǎng)型和化能營(yíng)養(yǎng)型。4生長(zhǎng)因子化學(xué)本質(zhì)：有機(jī)物；種類：維生素、氨基酸、堿基、卟啉及衍生物、甾醇、胺類、c c 分支或直鏈脂肪4 6酸；作用：調(diào)節(jié)代謝；微生物可自行合成生長(zhǎng)因子（生長(zhǎng)因子自養(yǎng)型微生物即野生型），也有的需要從外界吸收 （生長(zhǎng)因子異養(yǎng)型微生物即營(yíng)養(yǎng)缺陷型），甚至有的微生物可大量合成生長(zhǎng)因子（即生長(zhǎng)因子過量合成型微生物，也 屬野生型）；常見的可提供生長(zhǎng)因子的天然物質(zhì)有酵母膏、蛋白胨、肝浸液、玉米漿、麥芽汁等。5無機(jī)鹽除 c、n 源以外的一些重要元素（當(dāng)然 h、o 也要除開）

37、，一般來說 p、s、k、mg、na、fe 屬大量元素，cu、zn、 mn、mo、co、ni、sn、se 等為微量元素（請(qǐng)注意微生物的無機(jī)鹽及植物的礦質(zhì)元素的區(qū)別）配制培養(yǎng)基時(shí)常加 k hpo 及 mgso 以補(bǔ)充四種大量的無機(jī)鹽即 p、s、k、mg。2 4 46水所有微生物代謝活動(dòng)中都需要水，其中一部分自養(yǎng)型微生物可利用水中的氫來還原co 以合成糖類如藍(lán)細(xì)菌、硝2化細(xì)菌。思考題：有哪些自養(yǎng)微生物不利用水中的氫還原 co ？二、微生物的營(yíng)養(yǎng)類型教材 p87 的兩個(gè)表格作了很好的總結(jié)，請(qǐng)?zhí)貏e注意一些與原來不同的類型及實(shí)例。值得一提的是紅螺菌若以co2為碳源則為光能自養(yǎng)型，若以有機(jī)物為碳源，則為光能

38、異養(yǎng)型，故紅螺菌為兼性營(yíng)養(yǎng)型。三、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的方式細(xì)胞膜運(yùn)送營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)有四種方式即單純擴(kuò)散（即簡(jiǎn)單擴(kuò)散、自由擴(kuò)散）、促進(jìn)擴(kuò)散（即易化擴(kuò)散、協(xié)助擴(kuò)散）、 主動(dòng)運(yùn)送（即主動(dòng)運(yùn)輸）、基團(tuán)移位（即基團(tuán)運(yùn)輸）。其中基團(tuán)移位是一種特殊的主動(dòng)運(yùn)輸方式，其特點(diǎn)是物質(zhì)經(jīng)過化學(xué)修飾才進(jìn)行跨膜運(yùn)輸（一般的運(yùn)輸不需要經(jīng)過 化學(xué)修飾），這一特殊的方式是在細(xì)菌中發(fā)現(xiàn)的。在細(xì)胞生物學(xué)中講的協(xié)同運(yùn)輸，在此歸屬于主動(dòng)運(yùn)送，沒有單列出來，其實(shí)乳糖和氨基酸的運(yùn)輸屬協(xié)同運(yùn)輸。 至于涉及大分子跨膜運(yùn)輸?shù)陌獭伦饔迷诖瞬蛔鹘榻B的原因是由于微生物一般不能直接從環(huán)境中獲取大分子物質(zhì)，而是分解后再吸收。四、培養(yǎng)基用培養(yǎng)基來培養(yǎng)微生物（

39、當(dāng)然少數(shù)種類無法人工培養(yǎng)）是微生物研究的重要方法，直到柯赫發(fā)明了固體培養(yǎng)基后 這一方法才得到蓬勃發(fā)展。1選用和設(shè)計(jì)培養(yǎng)基的四原則：目的明確、營(yíng)養(yǎng)協(xié)調(diào)、理化適宜、經(jīng)濟(jì)節(jié)約。培養(yǎng)基中所需要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的 10 倍序列遞減趨勢(shì)是：h oc 源n 源p、sk、mg生長(zhǎng)因子。2一般地說，真菌需 c/n 比高的培養(yǎng)基，細(xì)菌尤其是動(dòng)物病原菌需 c/n 比低的培養(yǎng)基，也許從真菌分解纖維素（c 多）能力比細(xì)菌強(qiáng)，細(xì)菌是肉類（n 多）腐爛的元兇這兩個(gè)例子可理解上述的原因。各大類微生物都有其生長(zhǎng)適宜 ph 范圍，細(xì)菌,放線菌,酵母菌,霉菌,藻類,原生動(dòng)物,可見細(xì)菌、放 線菌生活環(huán)境為微堿性，酵母菌、霉菌等真菌為微堿性。

40、調(diào)節(jié)培養(yǎng)基 ph 可用磷酸緩沖液如 k hpo /kh po 或 caco 作為2 4 2 4 3備用堿進(jìn)行調(diào)節(jié)，也可用 nahco 調(diào)節(jié)。32培養(yǎng)基的種類（1）按成分分類：天然培養(yǎng)基、組合培養(yǎng)基、半組合培養(yǎng)基。天然培養(yǎng)基雖營(yíng)養(yǎng)豐富、配制方便，但成分不清楚、不穩(wěn)定。宜作為一般性的培養(yǎng)及工業(yè)生產(chǎn)。組合培養(yǎng)基（合成培養(yǎng)基）可用于分類、鑒定。如培養(yǎng)e coli 等細(xì)菌的葡萄糖銨鹽培養(yǎng)基；培養(yǎng)鏈霉菌（放線菌）的高氏一號(hào)培養(yǎng)基；培養(yǎng)真菌的察氏培養(yǎng)基。半組合培養(yǎng)基指以化學(xué)試劑為主，適當(dāng)加天然成分的培養(yǎng)基。如培養(yǎng)真菌的馬鈴薯蔗糖培養(yǎng)基。對(duì)于含未加特 殊處理瓊脂的培養(yǎng)基應(yīng)看成半組合培養(yǎng)基。因瓊脂從石花菜等藻類

41、中提取出來后并不只含聚半乳糖的硫酸酯（即瓊脂 的化學(xué)成分）。（2）按培養(yǎng)基外觀的物理狀態(tài)可分類：液體培養(yǎng)基、固體培養(yǎng)基、半固體培養(yǎng)基、脫水培養(yǎng)基。本分類一般指前三種培養(yǎng)基，脫水培養(yǎng)基是一種現(xiàn)代培養(yǎng)基，半固體培養(yǎng)基加的凝固劑較少，一般加%的瓊脂即 可，可用于細(xì)菌動(dòng)力觀察、趨化性研究、細(xì)菌和酵母菌（因其為水生性）的菌種保藏、噬菌體的效價(jià)測(cè)定。固體培養(yǎng)基常加的凝固劑是瓊脂（12%）或明膠（5%12%）也可加硅膠或用醋酸纖維薄膜。無機(jī)硅膠培養(yǎng)基用 于化能自養(yǎng)的分離和純化，（想一想，為什么？）濾膜主要用于測(cè)含菌量少的水中微生物。固體培養(yǎng)基常用于菌落計(jì) 數(shù)、菌種分離、鑒定、雜菌檢驗(yàn)、菌種保藏等。（3）按功

42、能可分為：選擇性培養(yǎng)基、鑒別性培養(yǎng)基。選擇性培養(yǎng)基能使混合菌中的劣勢(shì)菌變成優(yōu)勢(shì)菌，如加富性選擇培養(yǎng)基、抑制性選擇培養(yǎng)基。甘露醇可富集自生固氮菌，濃糖液可富集酵母菌。思考題：如果把教材 p98 的 4 種選擇性培養(yǎng)基的配方列出來，你怎樣判斷它們各用來富集哪類微生物？鑒別培養(yǎng)基主要是加入了能與目的菌代謝產(chǎn)物發(fā)生顯色反應(yīng)的指示劑。如伊紅美藍(lán)乳糖培養(yǎng)基（emb）可用來鑒 別大腸桿菌，伊紅為酸性染料且可發(fā)綠色熒光，美藍(lán)為堿性染料，低酸度時(shí)兩者可結(jié)合，可作為產(chǎn)酸指示劑，當(dāng)然是 伊紅直接與菌體表面結(jié)合（產(chǎn)生的有機(jī)酸使菌體表面帶h+），而且這兩種染料還可以抑制 g+細(xì)菌和一些難培養(yǎng)的 g- 菌，從這一點(diǎn)來看，

43、本培養(yǎng)基也屬于抑制性選擇培養(yǎng)基。第五章 微生物的新陳代謝生物氧化的三功能：產(chǎn)能、產(chǎn)還原力、產(chǎn)小分子中間產(chǎn)物；生物氧化的三過程：脫氫、遞氫、受氫；生物氧化的三形式：加氧、脫氫、失電子；生物氧化的三類型：有氧呼吸、無氧呼吸、發(fā)酵；微生物的最初能源：有機(jī)物、日光、還原態(tài)無機(jī)物。一、異養(yǎng)微生物的生物氧化和產(chǎn)能底物脫氫的四條途徑：emp 途徑（糖酵解途徑）、hmp 途徑（戊糖磷酸途徑）、ed 途徑、tca 循環(huán)。1 emp 途徑是多數(shù)微生物的代謝途徑，產(chǎn)能效率低，在有氧條件下，emp 途徑與 tca 途徑相連接，在無氧條件下 丙酮酸還原成乳酸或乙醇。2 hmp 途徑不經(jīng) emp 和 tca 途徑而徹底氧

44、化葡萄糖可產(chǎn)生大量的能量，1 分子葡萄糖徹底氧化生成 35atp。3 ed 途徑又稱 2-酮-3 脫氧-6-磷酸葡萄糖酸。ed 途徑是少數(shù) emp 途徑不完整的細(xì)菌利用葡萄糖的替代途徑，特 點(diǎn)是：產(chǎn)熱低，關(guān)鍵中間產(chǎn)物是 kdpg ，可與其他三途徑相聯(lián)系，本途徑又叫細(xì)菌酒精發(fā)酵，比傳統(tǒng)酵母酒精發(fā)酵優(yōu) 越。4 tca 途徑中大多數(shù)酶定位在線粒體基質(zhì)（真核微生物）或細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)（原核生物）內(nèi)。只有琥珀酸脫氫酶例外， 位于線粒體內(nèi)膜或細(xì)菌質(zhì)膜上。關(guān)于四條途徑產(chǎn)能效率請(qǐng)參考教材 p109 表 5-2，要分析不同情況產(chǎn)能的差異。5根據(jù)遞氫特別是受氫過程中氫受體性質(zhì)的不同，可以把生物氧化區(qū)分成呼吸（有氧呼吸）

45、、無氧呼吸和發(fā)酵 的三種類型。（1）有氧呼吸：遞氫和受氫都在有氧條件下；具完整的呼吸鏈；最終氫受體是氧氣；高效產(chǎn)能。 （2）無氧呼吸：氫受體為無機(jī)氧化物（個(gè)別為有機(jī)氧化物）；產(chǎn)能效率低；遞氫的是部分呼吸鏈；氫受體為無機(jī)氧化物的無氧呼吸又分為硝酸鹽呼吸（如反硝化細(xì)菌）、硫酸鹽呼吸、硫呼吸、鐵呼吸、碳酸鹽呼吸； 氫受體為有機(jī)物的常常是延胡索酸呼吸，此時(shí)的產(chǎn)物是琥珀酸。（3）發(fā)酵；在發(fā)酵工業(yè)上，發(fā)酵指任何利用好氧或厭氧微生物來生產(chǎn)有代謝產(chǎn)物的一類生產(chǎn)方式；而在生物氧 化或能量代謝中，發(fā)酵僅是指在無氧條件下，底物脫氫后所產(chǎn)生的還原力不經(jīng)過呼吸鏈傳遞而直接交給某一內(nèi)源氧化 性中間代謝產(chǎn)物的一類低效產(chǎn)能反

46、應(yīng)。（注意與無氧呼吸的區(qū)別），在高中生物必修第一冊(cè)中發(fā)酵指的是后者，在選 修本中指的是前者。由 emp 途徑中丙酮酸出發(fā)的發(fā)酵，如同型乳酸發(fā)酵、丙酸發(fā)酵、丁酸發(fā)酵。通過 hmp 途徑的 發(fā)酵。如異型乳酸發(fā)酵，特點(diǎn)是除產(chǎn)生乳酸外，還產(chǎn)生乙醇、乙酸和 co 等產(chǎn)物。（同型乳酸發(fā)酵產(chǎn)物只為乳酸）；2由 ed 途徑進(jìn)行的發(fā)酵（細(xì)菌酒精發(fā)酵）；由氨基酸發(fā)酵產(chǎn)能stickland 反應(yīng)。發(fā)現(xiàn)者：stickland；微生物： 指厭氧梭菌；氨基酸作用：碳源、氮源、能源（氫供體和氫受體都是氨基酸）；產(chǎn)能效率：低（1 個(gè) atp/氨基酸）。由于發(fā)酵都是通過底物水平磷酸化產(chǎn)能，因而產(chǎn)能效率低。二、自養(yǎng)微生物產(chǎn) at

47、p 和產(chǎn)還原力在光能自養(yǎng)微生物中，atp 是通過循環(huán)光合磷酸化、非循環(huán)光合磷酸化、紫膜光合磷酸化產(chǎn)生的。1化能自養(yǎng)微生物nh +、no -、h s、s、h 和 fe2+等氧化后放的能要借助于呼吸鏈的氧化磷酸化反應(yīng)（故化能自養(yǎng)菌一般為好氧菌）， 4 2 2 2才能用于 co 的還原，而氫供體也可從 nh2+、h s、h 等無機(jī)物中獲得。 4 2 2化能自養(yǎng)微生物的能量代謝特點(diǎn)：無機(jī)底物的氧化直接與呼吸鏈發(fā)生聯(lián)系；氫或電子可從任一組分直接進(jìn) 入呼吸鏈；產(chǎn)能效率即 p/o 比一般要低于化能異養(yǎng)微生物。（想一想這是為什么？）2光能營(yíng)養(yǎng)微生物產(chǎn)氧真核生物：藻類及其他綠色植物光能營(yíng)養(yǎng)型生物原核生物：藍(lán)細(xì)菌

48、不產(chǎn)氧：光合細(xì)菌（厭氧菌）、嗜藍(lán)菌（1） 非循環(huán)光合磷酸化各種綠色植物、藻類核藍(lán)細(xì)菌共有，特點(diǎn)有：電子傳遞途徑屬非循環(huán)式；在有氧條件下進(jìn)行；含ps和 ps兩個(gè)光合系統(tǒng)；ps產(chǎn)atp 和氧氣，ps產(chǎn)還原力，還原為 nadph 中的h來自 h o 分子的光解產(chǎn)物 h+和電子。2 2（2）循環(huán)光合磷酸化一種存在于光合細(xì)菌中的原始光合作用機(jī)制，特點(diǎn)是：電子傳遞途徑屬循環(huán)方式，即在光能驅(qū)動(dòng)下，電子從 菌綠素分子逐出，循環(huán)一周又回到菌綠素，其間產(chǎn)生了atp；產(chǎn) atp 和產(chǎn)還原力分別進(jìn)行（但非循環(huán)光合磷酸化中 是同時(shí)進(jìn)行的）；還原力來自 h s 等無機(jī)氫供體，故不產(chǎn)生氧（在供應(yīng) atp 條件下，能使外源氫

49、供體逆電子流產(chǎn)還2原力）。（3）嗜藍(lán)菌紫膜的光介導(dǎo) atp 合成嗜藍(lán)菌細(xì)胞膜具紅膜（氧化磷酸化）和紫膜（光合磷酸化）。當(dāng) o 濃度低（厭氧）時(shí)，嗜藍(lán)菌的氧化磷酸化（紅膜的功能）減弱，這時(shí)紫膜中的視紫紅質(zhì)可在光照條件下改變 2其中視黃醛輔基構(gòu)象的變化，這一變化可將質(zhì)子泵至膜外，在膜兩側(cè)建立了一個(gè)質(zhì)子動(dòng)勢(shì)，再以此推動(dòng)atp 酶合成 atp，此即光介導(dǎo) atp 合成。三、分解代謝和合成代謝的聯(lián)系分解代謝和合成代謝關(guān)系密切，是相反的過程。兩用代謝途徑和代謝物回補(bǔ)順序兩條途徑有利于解決二者的矛 盾。1 兩用代謝途徑：凡在分解代謝和合成代謝中具有雙重功能的途徑，就稱兩用代謝途徑，emp、hmp、tca 都

50、是 重要的兩用代謝途徑。2 代謝物回補(bǔ)順序：是指能補(bǔ)充兩用代謝途徑中因合成代謝而消耗的中間代謝物的那些反應(yīng)。如與emp 途徑和 tca 循環(huán)有關(guān)的回補(bǔ)順序的有 10 條，它們分別圍繞著回補(bǔ)磷酸烯醇式丙酮酸和草酰乙酸這兩種關(guān)鍵性中間代謝物來進(jìn) 行。四、微生物的獨(dú)特合成代謝途徑1 自養(yǎng)微生物的 co 固定2各種自養(yǎng)微生物生物氧化（包括氧化磷酸化、發(fā)酵、光合磷酸化）獲取的能量主要用于co 固定，co 固定的途徑2 2有四條即 calvin 循環(huán)、厭氧乙酰-coa 途徑、逆向 tca 循環(huán)途徑和羥基丙酸途徑。calivn 循環(huán)是重要的途徑，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)菌等都有本途徑。本

51、途徑特有的 酶有 1，5-二磷酸核酮糖羧化酶核磷酸核酮糖激酶，本循環(huán)分 3 個(gè)階段即羧化階段、還原階段、co 受體再生階段。2厭氧乙酰-coa 途徑又稱活性乙酸途徑。特點(diǎn)是固定 co 的機(jī)制是非循環(huán)式的，主要存在于乙酸菌、硫酸鹽還原菌2核產(chǎn)甲烷菌等化能自養(yǎng)細(xì)菌。逆向 tca 循環(huán)又稱還原性 tca 循環(huán)，在一些綠色硫細(xì)菌中存在。羥基丙酸途徑存在于少數(shù)綠色硫細(xì)菌中。2生物固氮只有原核生物和古細(xì)菌類才有固氮能力。固氮菌可分為自生固氮菌、共生固氮菌和聯(lián)合固氮菌。生物固氮的 6 要素是（1）atp（n ：atp=1：1824）；（2）還原力及傳遞載體（n ：h=1：8）；（3）固氮酶2 2（由鉬鐵蛋白

52、及鐵蛋白組成，固氮酶對(duì)氧高度敏感）；（4）還原底物（n ）；（5）鎂離子；（6）嚴(yán)格的厭氧微環(huán)境2（但固氮生物多為好氧菌）測(cè)定固氮酶活力的方法：乙炔還原法。好氧菌固氮酶的避氧害機(jī)制：（1） 好氧性自生固氮菌的抗氧保護(hù)機(jī)制：呼吸保護(hù)；構(gòu)象保護(hù)（2） 藍(lán)細(xì)菌固氮酶的抗氧保護(hù)機(jī)制：分化出特殊的還原性異形胞；非異形胞藍(lán)細(xì)菌中有的可錯(cuò)開固氮作用 和光合作用，有的失去 ps（ps是可產(chǎn)氧的）。（3） 豆科植物根瘤菌則通過豆血紅蛋白。3肽聚糖的生物合成（1）在細(xì)胞質(zhì)中由葡萄糖合成 n-乙酰葡糖胺和 n-乙酰胞壁酸，然后再由 n-乙酰胞壁酸合成“park”核苷酸。 （2）在細(xì)胞膜上“park”核苷酸合成肽聚糖

53、單體，這一過程需要類脂載體，即細(xì)菌萜醇的運(yùn)送。（3）在細(xì)胞膜外，肽聚糖單體之間發(fā)生轉(zhuǎn)糖基作用和轉(zhuǎn)肽作用。青霉素的抑菌機(jī)理：轉(zhuǎn)肽作用可被青霉素抑制，青霉素是肽聚糖單體五肽尾末端的d-丙氨酰-d-丙氨酸的結(jié)構(gòu)類 似物，兩者之間競(jìng)爭(zhēng)轉(zhuǎn)肽酶的活性中心。4次生代謝物的合成次生代謝物指某些微生物生長(zhǎng)到穩(wěn)定期前后，以初生代謝物作前體合成的復(fù)雜化合物，如抗生素、色素、毒 素、生物堿等。五、微生物的代謝調(diào)節(jié)和發(fā)酵生產(chǎn)代謝調(diào)節(jié)有酶活性調(diào)節(jié)和酶合成調(diào)節(jié)第六章 微生物的生長(zhǎng)及其控制微生物的生長(zhǎng)是指微生物的群體生長(zhǎng)，群體生長(zhǎng)=個(gè)體生長(zhǎng)+個(gè)體繁殖，當(dāng)然病毒只有個(gè)體繁殖，沒有個(gè)體生 長(zhǎng)。一、測(cè)定生長(zhǎng)繁殖的方法1測(cè)生長(zhǎng)量直接

54、法：1 測(cè)體積：比較粗放的方法，用于初步比較用2 稱干重：用離心法或過濾法測(cè)定，一般干重為濕重的 10%20%。兩種方法中都要使樣品干燥。間接法：3 比濁法：與已知梯度樣品比較，也可用分光光度計(jì)來測(cè)。4 生理指標(biāo)法：通過測(cè)一些與生長(zhǎng)量相平行的生理指標(biāo)，用作生長(zhǎng)量的測(cè)定，如測(cè)含氮量、測(cè)含碳量等。 2計(jì)繁殖數(shù)對(duì)于繁殖來說，一定要計(jì)算微生物的個(gè)體數(shù)目，計(jì)繁殖數(shù)只適宜于單細(xì)胞微生物或絲狀微生物產(chǎn)生的孢子。計(jì) 數(shù)時(shí)，一定要先按比例稀釋待測(cè)樣品，且要充分混勻。直接法1 比例計(jì)數(shù)法：此法較粗放。將已知顆粒（如霉菌孢子或紅細(xì)胞等）濃度的液體與一待測(cè)菌液按比例混合均勻， 顯微鏡視野中計(jì)數(shù)（兩種顆粒的數(shù)據(jù)），再按比例算出即可。2 血球計(jì)數(shù)板法：此法常用，在實(shí)驗(yàn)