環(huán)境微生物學(xué)課件

微生物學(xué)緒論一什么是微生物微生物是一些形體微小，以單細(xì)胞或簡單多細(xì)胞、甚或是沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的形式存在的低等生物的統(tǒng)稱。

小m級(jí)：光鏡可見nm級(jí)：電鏡可見形體微小Thewhitebaraboverepresents10microns(0.01mm).Belowaresomeorganismsandcellsdrawntoapproximatescale.virus(0.05to0.1microns)bacteria(0.5to1.5microns)redbloodcell(5microns)lymphocyte(5to8microns)humansperm(60microns)

簡單細(xì)胞簡單多細(xì)胞非細(xì)胞結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單低原核類：三菌(細(xì)菌、放線菌、藍(lán)細(xì)菌)

三體(支原體、衣原體、立克次氏體)真核類：真菌原生動(dòng)物單細(xì)胞藻類非細(xì)胞生物：病毒類病毒朊病毒進(jìn)化地位低微生物世界之最個(gè)體最小數(shù)量最多分布最廣形態(tài)最簡變異最易起源最早胃口最大抗性最強(qiáng)食譜最廣休眠最長繁殖最快種類最多二人類對(duì)微生物世界的認(rèn)識(shí)過程(一)難以認(rèn)識(shí)的微生物世界

1個(gè)體微小

2外貌不顯

3雜居混生

4因果難聯(lián)(二)微生物學(xué)史時(shí)間：8000年前~1676年特點(diǎn)：個(gè)體(未見細(xì)菌)思想方法：實(shí)踐-實(shí)踐-實(shí)踐代表人物：中國勞動(dòng)人民1史前期龍山文化時(shí)期裴李崗.磁山文化時(shí)期曲蘗釀酒時(shí)間：1676年~1861年特點(diǎn)：顯微鏡下見到微生物形態(tài)描述200

年左右代表人物：

Leeuwenhoek--

微生物學(xué)先驅(qū)者2初創(chuàng)期3奠基期時(shí)間：1861年~1897年特點(diǎn)：建立了一套獨(dú)特研究方法進(jìn)入生理學(xué)領(lǐng)域的研究尋找病原菌思想方法：實(shí)踐-理論-實(shí)踐代表人物：

(法)L.Pasteur--微生物學(xué)奠基人

(德)R.Koch--細(xì)菌學(xué)奠基人(法)L.Pasteur--微生物學(xué)奠基人否定“生命自然發(fā)生學(xué)說”巴氏滅菌法“酒病”--“腐敗病”--“蠶病”--“禽病”--“人病”病因：微生物(德)R.Koch--細(xì)菌學(xué)奠基人

榮獲1905年諾貝爾醫(yī)學(xué)與生理學(xué)獎(jiǎng)方法：菌種分離、培養(yǎng)、接種、染色病原菌：炭疽桿菌、結(jié)核桿菌柯赫假說4發(fā)展期時(shí)間：1897年~1953年特點(diǎn)：進(jìn)入生化水平的研究形成綜合性普通微生物學(xué)代表人物：(德)E.Buchner5成熟期時(shí)間：1953年~現(xiàn)在特點(diǎn)：理論--深入到分子生物學(xué)實(shí)踐--深入到生物工程水平三微生物學(xué)的發(fā)展促進(jìn)了人類的進(jìn)步(一)醫(yī)療保健戰(zhàn)線上的六大戰(zhàn)役(二)微生物在工業(yè)發(fā)展過程中的六個(gè)里程碑(三)微生物學(xué)促進(jìn)農(nóng)業(yè)的發(fā)展(四)微生物與生態(tài)和環(huán)境保護(hù)的關(guān)系(五)微生物學(xué)對(duì)生物學(xué)基礎(chǔ)理論研究的貢獻(xiàn)第一章微生物的五大共性體積小面積大吸收多轉(zhuǎn)化快生長旺繁殖快適應(yīng)強(qiáng)易變異分布廣種類多個(gè)體小：微米、納米群體表面積大1擴(kuò)大了吸收面、排泄面、信息交換面2是將微生物作為群體研究的依據(jù)3啟發(fā)人們利用動(dòng)、植物的微化意義面積/體積=比面值600/10006/1第一節(jié)

體積小面積大第二節(jié)吸收多，轉(zhuǎn)化快吸收速度是人的300萬倍E.coli每小時(shí)消耗自身重量2000倍的糖

意義1為微生物生長提供了充足的物質(zhì)基礎(chǔ)2使微生物發(fā)揮“活化工廠”的作用第三節(jié)生長旺，繁殖快二均分裂意義1發(fā)酵工業(yè)：2遺傳學(xué)研究：縮短實(shí)驗(yàn)周期3致病菌：傳布快，危害大鼠疫：14世紀(jì)，歐洲1/4人口死亡馬鈴薯晚疫病：1845~1846年，歐洲100萬人口餓死肝炎：80年代上海30萬人口愛滋?。航虬筒柬f1/4人口感染

人類(300萬年)爬行類(2億年)

兩棲動(dòng)物(3億年)魚類、陸生動(dòng)物(4億年)后生動(dòng)物(6億年)古細(xì)菌藍(lán)細(xì)菌好氧性異養(yǎng)細(xì)菌真核微生物(35億年)(32億年)(20億年)(15億年)

第四節(jié)適應(yīng)強(qiáng)，易變異適應(yīng)強(qiáng)冷：-70~-196C熱：300C酸、堿、鹽：耐壓：合成者+分解者雙環(huán)生態(tài)系統(tǒng)分解者原始的單環(huán)生態(tài)系統(tǒng)

變異性有利面生產(chǎn)實(shí)踐中，獲得優(yōu)良特性的變種不利面菌株耐藥性1發(fā)酵工業(yè)中，細(xì)糧改吃粗糧2篩選耐高溫菌株3篩選弱毒菌株4提高單位產(chǎn)量：1943年20U/ml，現(xiàn)在幾萬U/ml警鐘：濫用抗生素，眼前有好處，長遠(yuǎn)有副作用40年代：注射10萬單位/d現(xiàn)在：注射100萬單位/d第五節(jié)種類多，分布廣種類多生理代謝類型多代謝產(chǎn)物種類多微生物種數(shù)多分布廣無微不至無孔不入無遠(yuǎn)不屆無物不食無險(xiǎn)不攀第二章微生物的形態(tài)和構(gòu)造(一)

原核微生物一研究形態(tài)和構(gòu)造的意義：形態(tài)是入門向?qū)?，?gòu)造是研究基礎(chǔ)提高定向篩選效率掌握發(fā)酵進(jìn)程、及時(shí)探測(cè)雜菌污染分類鑒定中應(yīng)用二原核微生物的類群光能：藍(lán)細(xì)菌“三菌”化能：細(xì)菌放線菌“三體”人工培養(yǎng)基：支原體專門寄生：立克次氏體衣原體

第一節(jié)細(xì)菌

體小而細(xì)形簡而短(球、桿、弧)是一類壁堅(jiān)而韌單細(xì)胞原核生物二等分裂水生性很強(qiáng)Myobacteriumtuberculosis(TB)二等分裂Bacteriaareallaroundus.Givengoodgrowingconditions,abacteriumgrowsslightlyinsizeorlength,newcellwallgrowsthroughthecenter,andthe"bug"splitsintotwodaughtercells,eachwithsamegeneticmaterial.Iftheenvironmentisoptimum,thetwodaughtercellsmaysplitintofourin20minutes.一細(xì)胞的形態(tài)構(gòu)造及其功能(一)形態(tài)和染色桿狀1形態(tài)球狀螺旋狀桿菌

長桿菌，如

Bactillussubtilis

短桿菌，如Escherichiacoli

球菌單、雙鏈(分裂面一)四聯(lián)球菌(分裂面二)八疊球菌(分裂面三)葡萄球菌(分裂面多)金黃色葡萄球菌螺旋菌弧菌(vibrio)<1圈螺菌(spirillum)=2~6圈螺旋體(spirochaete)>6圈

畸形物理化學(xué)因素影響(阻礙細(xì)胞發(fā)育)異常形營養(yǎng)條件影響衰頹形：菌齡2染色(1)細(xì)菌染色法(2)革蘭氏染色法金黃色葡萄球菌大腸桿菌G+菌肽聚糖含量高，層多厚，交聯(lián)度大，無類脂G-菌肽聚糖含量低，層少薄，交聯(lián)度小，類脂多(二)構(gòu)造1細(xì)菌細(xì)胞的一般構(gòu)造

(1)細(xì)胞壁

(2)細(xì)胞膜和間體

(3)細(xì)胞質(zhì)

(4)核質(zhì)體2細(xì)菌細(xì)胞的特殊構(gòu)造

(1)莢膜

(2)鞭毛

(3)芽孢(1)細(xì)胞壁

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，有固定外形和保護(hù)細(xì)胞等多種功能。肽聚糖肽聚糖單體雙糖單位N-乙酰葡萄糖胺(G)N-乙酰胞壁酸(M)肽尾短肽(4~5個(gè)氨基酸)肽橋1~5個(gè)氨基酸溶菌酶、青霉素對(duì)細(xì)菌細(xì)胞壁的作用青霉素殺細(xì)菌Penicillinkillsbacteriabyinterferingwiththeabilitytosynthesizecellwall.Inthissequence,Escherichiacoliwereincubatedinpenicillinfor30minutes.Thebacterialengthen,butcannotdivide.Eventuallytheweakcellwallruptures(lastpanel).磷壁酸功能G+抗原(表面抗原決定因子為磷壁酸)噬菌體的吸附位點(diǎn)聚集陽離子Mg2+保持胞壁透性激活酶活性

G+特有的同肽聚糖混在一起的是一類分子比較短(6~9個(gè))的陰離子多聚物以甘油磷壁酸為主鏈核糖醇磷壁酸脂多糖

G-特有的位于外壁外層是一類厚度8~10nm

類脂+各種多糖功能保護(hù)作用、屏障作用濃縮陽離子Mg2+、Ca2+噬菌體吸附位點(diǎn)G-表面抗原內(nèi)毒素物質(zhì)基礎(chǔ)外壁層中的蛋白質(zhì)周質(zhì)空間(Periplasmicspace)第二節(jié)放線菌Actinomycetes一定義：是一類呈菌絲狀生長、主要以孢子繁殖和陸生性較強(qiáng)的原核生物。二放線菌近細(xì)菌特征原核菌絲直徑與細(xì)菌相仿細(xì)胞壁的主要成分是肽聚糖有鞭毛的放線菌孢子同細(xì)菌鞭毛相同放線菌噬菌體同細(xì)菌的相似pH值同多數(shù)細(xì)菌相似，呈堿性DNA重組方式同細(xì)菌同核糖體為70S對(duì)溶菌酶敏感同細(xì)菌有相同敏感的抗生素三放線菌的分布土壤空氣、水體、反芻動(dòng)物腸道四放線菌的作用利產(chǎn)生抗生素、生產(chǎn)酶制劑、提取維生素、固氮作用害動(dòng)植物病害結(jié)核桿菌麻風(fēng)桿菌瘡痂病五放線菌的形態(tài)構(gòu)造(一)形態(tài)構(gòu)造1基內(nèi)菌絲2氣生菌絲3孢子絲吸收營養(yǎng)氣生菌絲及孢子絲功能：繁殖直、鉤狀、螺旋狀(圈數(shù)、方向)、輪生、螺旋數(shù)目、疏密程度、旋轉(zhuǎn)方向等等(二)放線菌的繁殖橫割分裂干燥、小、密菌落表面顏色為孢子絲顏色+孢子的顏色菌絲細(xì)，直徑同細(xì)菌類似菌絲密菌落邊緣下陷，難以挑起。六放線菌的菌落

第三節(jié)藍(lán)細(xì)菌(cyanobacteria)異型胞第四節(jié)支原體、立克次氏體和衣原體斑疹傷寒突尼斯，巴斯德研究所，尼科爾(1928年諾貝爾獎(jiǎng))，體虱H.T.Ricketts,1910年去世一支原體(Mycoplasma)類菌質(zhì)體、類胸膜肺炎微生物是一類無壁、G-、能通過細(xì)菌濾器、可以人工培養(yǎng)的最小型原核生物。特征無細(xì)胞壁，多形(可通過細(xì)菌濾器、對(duì)抑制細(xì)胞壁的青霉素和溶菌酶不敏感、對(duì)抑制蛋白質(zhì)的抗生素敏感膜(外、中、內(nèi))三層二等分裂、少芽殖菌落形態(tài)：油煎蛋狀二立克次氏體(Rickettsia)是一類只能寄生在真核生物細(xì)胞內(nèi)的革蘭氏陰性原核微生物。特征有細(xì)胞壁(對(duì)抑制細(xì)胞壁的青霉素和溶菌酶敏感二等分裂有不夠完整的產(chǎn)能代謝途徑，利用谷氨酸產(chǎn)能而不能利用葡萄糖三衣原體(Chlamydia)是一類在真核細(xì)胞內(nèi)營專性能量寄生的小型革蘭氏陰性原核生物生活史螢光抗體染色，黃綠色為衣原體能量寄生物

原體小細(xì)胞(壁厚)寄主細(xì)胞

始體(空泡)大細(xì)胞(壁薄)包涵體破裂大量繁殖感染2特殊結(jié)構(gòu)(1)莢膜capsule某些細(xì)菌壁外存在著一層厚度不定的膠狀物質(zhì)。成分多糖多肽功能非必需的儲(chǔ)藏養(yǎng)料，堆積代謝產(chǎn)物保護(hù)作用附著的物質(zhì)基礎(chǔ)種類菌膠團(tuán)意義鑒定菌種制成代血漿或Sephadex污水處理三次采油

微莢膜莢膜粘液層

某些細(xì)菌長在體表的長絲狀、波曲的附屬物。鞭毛細(xì)絲：鞭毛球蛋白三條絲狀亞基一條鞭毛細(xì)絲鉤形鞘：蛋白質(zhì)亞基組成基體：套管作用(2)鞭毛flegellumAmotileE.colipropelsitselffromplacetoplacebyrotatingitsflagella.Tomoveforward,theflagellarotatecounterclockwiseandtheorganism"swims".Butwhenflagellarrotationabruptlychangestoclockwise,thebacterium"tumbles"inplaceandseemsincapableofgoinganywhere.Thenthebacteriumbeginsswimmingagaininsomenew,randomdirection.Swimmingismorefrequentasthebacteriumapproachesachemoattractant(food).Tumbling,hencedirectionchange,ismorefrequentasthebacteriummovesawayfromthechemoattractant.Soitisacomplexcombinationofswimmingandtumblingthatkeepstheminareasofhigherfoodconcentrations.

鞭

毛

運(yùn)

動(dòng)原核生物與真核生物鞭毛差異(3)芽孢Endospore某些細(xì)菌在其生長發(fā)育后期，可在細(xì)胞內(nèi)形成一個(gè)圓形或橢圓形抗逆性休眠體。

芽孢的形成圖示為蘇云金芽孢桿菌。芽孢的萌發(fā)

由休眠狀態(tài)的芽孢變?yōu)闋I養(yǎng)狀態(tài)的細(xì)菌過程?；罨鲅可L芽孢耐熱機(jī)制

篩選利保存菌種、鑒定菌種滅菌指標(biāo)：121℃，10‘

食品工業(yè)：罐頭發(fā)胖害發(fā)酵工業(yè)產(chǎn)毒菌DPA-Ca吡啶二羧酸鈣鹽學(xué)說皮層膨脹學(xué)說實(shí)際意義二細(xì)菌群體形態(tài)菌落(colony)

以母細(xì)胞為中心的、肉眼可見的、有一定形態(tài)構(gòu)造的子細(xì)胞群體。克隆(clone)

如果菌落是由一個(gè)單細(xì)胞發(fā)展而來的，則它就是一個(gè)純種細(xì)胞群或克隆。菌苔(lawn)

大量細(xì)胞密集地接種到固體培養(yǎng)基表面，結(jié)果長成的“菌落”連成一片。菌落形態(tài)是個(gè)體形態(tài)的集中表現(xiàn)

個(gè)體群體球狀體小、圓、隆起桿狀大、圓、隆起大、扁平鞭毛很大、不規(guī)則芽孢透明度差，皮膚狀皺褶莢膜群體透明度高，鼻涕狀，菌落大(2)細(xì)胞膜緊貼細(xì)胞壁內(nèi)側(cè)的一層由磷脂和蛋白質(zhì)組成的柔軟、富有彈性的半透性薄膜功能滲透作用、層析作用主動(dòng)運(yùn)輸合成基地三基地產(chǎn)能基地酶基地助鞭毛運(yùn)動(dòng)間體mesosome

由細(xì)胞膜內(nèi)褶形成的一種管狀、層狀或囊狀結(jié)構(gòu)，一般位于細(xì)胞分裂部位或其鄰近，其功能主要是促進(jìn)細(xì)胞間隔的形成并與遺傳物質(zhì)的復(fù)制及其相互分離有關(guān)。(3)細(xì)胞質(zhì)

透明粘液狀物質(zhì)核酸、蛋白質(zhì)、脂類、糖無機(jī)鹽、水

C源糖朊有機(jī)PHB(聚β-羥丁酸)

藻青素儲(chǔ)藏物N源核糖體多肽內(nèi)含物無機(jī)異染顆粒硫磺氣泡類囊體羧酶體聚β-羥丁酸功能儲(chǔ)藏能源和碳源維持細(xì)胞中性環(huán)境，避免酸性增高降低細(xì)胞滲透壓芽孢桿菌固氮菌

由β-丁酸單位形成的直鏈聚合物，集合成高度折射性的小球狀物，隨細(xì)胞老化更加突出。異染顆粒主要成分偏聚磷酸鹽多聚磷酸鹽異染現(xiàn)象

這些顆?？梢杂煤芏鄩A性染料染色。如用甲苯胺藍(lán)染色時(shí)同多聚磷酸鹽結(jié)合成淡紅紫色儲(chǔ)藏能源和磷源降低滲透壓菌種鑒定功能羧酶體

是化能自養(yǎng)類細(xì)菌所特有的內(nèi)膜結(jié)構(gòu)，被一層厚約3.5nm的蛋白質(zhì)單層膜所包圍，是固定CO2的場(chǎng)所。

1,5-2P核酮糖羧化酶酶系Calvine循環(huán)中的關(guān)鍵酶

5-P核酮糖激酶氣泡

由一層膜包起來，該膜由蛋白質(zhì)組成，含有重復(fù)的蛋白質(zhì)亞單位。功能使細(xì)胞具浮力有利于吸收溶解氧細(xì)胞骨架

(4)核質(zhì)體細(xì)菌為大型環(huán)狀的雙鏈DNA，多為0.25~3mm。每個(gè)細(xì)菌所含的核質(zhì)體為1~4個(gè)，少數(shù)有20多個(gè)。核質(zhì)體為單倍體，僅在染色體復(fù)制的短期為雙倍體。

第三章微生物的形態(tài)和構(gòu)造(二)

真核微生物EukaryoticMicroorganism膜具有固醇胞壁化學(xué)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)胞器的微小生物，就稱為真核微生物，包括真菌，原生動(dòng)物和顯微藻類三大類；其中真菌又分為酵母菌，霉菌和大型真菌（覃菌）三類。原核生物向真核生物的進(jìn)化第一節(jié)酵母菌--單細(xì)胞真菌

Saccharomycetaceae酵母菌在自然界分布很廣，主要生長在偏酸性的含糖環(huán)境中。其形態(tài)通常呈球狀，卵圓狀，橢圓狀等，可進(jìn)行無性繁殖和有性繁殖。一酵母菌的形態(tài)構(gòu)造(一)細(xì)胞壁外層：甘露聚糖中間：蛋白質(zhì)內(nèi)層：葡聚糖(二)細(xì)胞膜功能：(三)細(xì)胞核及其它

無性：出芽生殖、裂殖、產(chǎn)擲孢子有性：子囊孢子二酵母菌繁殖假菌絲生活史營養(yǎng)體為n或2n營養(yǎng)體只為n營養(yǎng)體只能2n啤酒酵母生活史三酵母菌菌落濕潤、光滑稠厚、不透明邊緣整齊色調(diào)單一啤酒酵母菌落紅酵母菌落第二節(jié)霉菌——絲狀真菌Mould,Mold霉菌：喜溫濕，具絲狀、絨毛或蛛絲網(wǎng)狀的菌絲體，陸生性強(qiáng)，無大型子實(shí)體，易引起工農(nóng)業(yè)產(chǎn)品變的真菌。thefruitingbodyoftheLamprodermaslimemold作用工業(yè)應(yīng)用：有機(jī)酸(檸檬酸、葡萄糖酸等)，酶制劑(淀粉酶、果膠酶、纖維素酶等)，抗生素(青霉素、灰黃霉素)生產(chǎn)傳統(tǒng)食品基本理論研究工農(nóng)業(yè)產(chǎn)品霉變植物、動(dòng)物病害：黃曲霉素、黃米毒素、雜色曲霉素、展青酶素

一菌絲有隔菌絲無隔菌絲菌絲的頂端生長二菌絲體(一)營養(yǎng)菌絲體特化形態(tài)1假根2吸器3附著胞4附著枝5菌核6菌索7匍匐菌絲8菌環(huán)、菌網(wǎng)(二)

氣生菌絲體特化形態(tài)結(jié)構(gòu)簡單的子實(shí)體分生孢子頭孢子囊擔(dān)子(有性)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的子實(shí)體分生孢子器分生孢子座分生孢子盤子囊果(有性)芽孢子無性孢子游動(dòng)孢子孢囊孢子分生孢子節(jié)孢子厚垣孢子芽孢子擲孢子有性孢子卵孢子子囊孢子結(jié)合孢子三真菌的孢子節(jié)孢子分生孢子孢囊孢子真菌的有性生殖脈孢霉是研究遺傳學(xué)的好材料，它的子囊孢子在子囊內(nèi)呈單向排列，表現(xiàn)出有規(guī)律的遺傳組合。質(zhì)配、核配、減數(shù)分裂四霉菌菌落

圖示為青霉菌，左為灰黃青霉菌，右為產(chǎn)黃青霉菌。圖示為黑曲霉菌落。松：菌絲粗，分布散干：絲狀、粉狀大：同細(xì)菌、放線菌菌落比較顏色：基內(nèi)菌絲、氣生菌絲、孢子

四大類微生物菌落形態(tài)特征的比較第四章微生物的形態(tài)和構(gòu)造

(三)非細(xì)胞型生物病毒--核蛋白體核酸蛋白質(zhì)病毒

類病毒亞病毒擬病毒朊病毒活的證據(jù)：有繁殖、傳播疾病的能力死的證據(jù)：可被結(jié)晶。結(jié)晶性具僵硬、固定、排列規(guī)矩第一節(jié)病毒病毒是超顯微的大分子生物無細(xì)胞結(jié)構(gòu)只含一種核酸專性活細(xì)胞內(nèi)寄生體外可以無生命狀態(tài)存在且保持其侵染性特點(diǎn)：小可通過細(xì)菌濾器成分：一種核酸+蛋白質(zhì)缺乏酶類、無核糖體、無蛋白質(zhì)合成系統(tǒng)專性活細(xì)胞內(nèi)寄生可結(jié)晶，且可在外界長期保存特殊的繁殖方式：復(fù)制+裝配對(duì)干擾素敏感，對(duì)抗生素不敏感一病毒形態(tài)構(gòu)造和化學(xué)組成(一I病毒的大小單位為nm，即10-9mm(二)病毒的形態(tài)1典型的病毒粒子

核衣殼病毒粒子包膜核心：DNA或RNA衣殼：衣殼粒蛋白2構(gòu)型(1)煙草花葉病毒(TMV)---螺旋對(duì)稱衣殼衣殼蛋白：占95%，2130個(gè)衣殼粒核心RNA：占5%，ssRNA300nm÷2.3nm/圈=130圈130圈 ×161/3個(gè)/圈=2130

(2)腺病毒(ADENOVIRUS)---二十面體立體對(duì)稱1953年發(fā)現(xiàn)形狀：二十面體腺質(zhì)體致病性：消化道炎癥等。12個(gè)頂角20個(gè)面30個(gè)邊衣殼：252個(gè)衣殼粒

12個(gè)五鄰體，240個(gè)六鄰體核心：dsDNA，線狀(3)T偶噬菌體---復(fù)合對(duì)稱

頭部尾部目前噬菌體基本形態(tài)分為3種蝌蚪形>微球形>絲狀橢圓形20面體衣殼粒212內(nèi)含DNA和中心蛋白螺旋對(duì)稱衣殼粒144個(gè)注射核酸的通道3病毒群體形態(tài)包涵體：某些感染病毒的宿主內(nèi)，出現(xiàn)光鏡可見的大小、形態(tài)和數(shù)量不等的小體。噬菌斑：把適量噬菌體倒在充滿細(xì)菌的營養(yǎng)瓊脂表面，培養(yǎng)一定時(shí)間后噬菌體裂解細(xì)菌后留下的空斑?？瞻摺⒉“撸簞?dòng)物單層細(xì)胞培養(yǎng)病毒后留下的，類似于噬菌斑。枯斑：病毒作用于植物留下的局部壞死部分。(三)病毒的化學(xué)組成1病毒的核酸RNA多為ss，DNA多為ds2病毒的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)蛋白：位于顆粒外表，起保護(hù)作用；決定病毒的抗原性酶蛋白：分解性酶；合成性酶病毒侵入后的三種結(jié)局裂性噬菌體增殖吸附、侵入、增殖(復(fù)制)、裝配、釋放二病毒的繁殖---以噬菌體為例1吸附位點(diǎn)：受體、性菌毛等過程：隨機(jī)碰撞、尾絲散開、固著、刺突插入、基板固定感染復(fù)數(shù)(multiplicityofinfection)：每一敏感細(xì)胞可吸附的相應(yīng)噬菌體的數(shù)量。自外裂解(lysisfromwithout)內(nèi)裂解：2侵入過程：尾絲展開、釋放溶菌酶、尾絲尾鞘收縮、DNA注入動(dòng)物病毒借助胞飲作用或直接穿過膜，植物病毒則通過傷口或昆蟲刺吸傳染3增殖(1)核酸復(fù)制核酸復(fù)制核酸轉(zhuǎn)錄蛋白質(zhì)合成DNA病毒(poxvirus)的復(fù)制(2)核酸轉(zhuǎn)錄

(3)蛋白質(zhì)合成4裝配DNA分子的縮合通過衣殼包裹DNA而形成頭部尾絲和尾部其它部件獨(dú)立裝配完成頭部與尾部相結(jié)合裝上尾絲成熟的病毒粒子從被感染細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)移到外界的過程。沒有包膜的病毒合成溶解細(xì)胞的酶，引起內(nèi)裂解。有包膜的病毒以下圖方式進(jìn)行：5釋放三一步生長曲線一步生長曲線：定量描述烈性噬菌體生長規(guī)律的實(shí)驗(yàn)曲線。裂解量=裂解期平均噬菌斑數(shù)潛伏期平均噬菌斑數(shù)裂解量：每個(gè)被感染細(xì)菌釋放新的噬菌體的平均數(shù)稱為“平均收獲量，也稱裂解量。四溶源性溶源性：溫和噬菌體侵入宿主細(xì)胞后產(chǎn)生一種新的特性，稱為溶源性。1溫和噬菌體(temperatephage)：噬菌體吸附或侵入細(xì)胞后，其DNA只整合在宿主核染色體組上，并可長期隨宿主DNA的復(fù)制而同步復(fù)制，一般不進(jìn)行增殖或引起宿主細(xì)胞裂解的噬菌體。原噬菌體(前噬菌體)：整合在宿主染色體上的溫和噬菌體核酸。游離態(tài)：具感染性的病毒粒子整合態(tài)：原噬菌體，附著或整合在細(xì)菌染色體上營養(yǎng)態(tài)：在宿主細(xì)胞內(nèi)指導(dǎo)特定的病毒核酸和蛋白質(zhì)的合成2溶源性細(xì)菌：含有原噬菌體(溫和噬菌體)的細(xì)菌稱為溶源性細(xì)菌。溶源性細(xì)菌基本特性：(1)溶源性是溶源性細(xì)菌的一個(gè)極其穩(wěn)定的遺傳特性(2)自發(fā)裂解(3)誘發(fā)裂解(4)具“免疫性”(5)溶源性細(xì)菌的復(fù)愈：非溶源化(6)溶源轉(zhuǎn)變：可獲得一些新的生理特性E.coli

K12(λ):表示一株帶有λ前噬菌體的大腸桿菌K12溶源菌株。三逆轉(zhuǎn)錄病毒(Retrovirus)的復(fù)制、增殖和致癌原理1癌癥：現(xiàn)在知道是受累組織生長紊亂而又不受約束?，F(xiàn)知約200多種，15%為病毒所引起，另主要為突變所引起。2逆轉(zhuǎn)錄病毒：Temin(1964年)研究勞斯肉瘤病毒(RSV)，提出的前病毒學(xué)說(provirustheory)。1970年發(fā)現(xiàn)了逆轉(zhuǎn)錄酶，榮獲了諾貝爾醫(yī)學(xué)和生理學(xué)獎(jiǎng)。逆轉(zhuǎn)病毒是一類具有包膜的、含ssRNA的球狀病毒，呈二十面體。它除含有一些一般病毒所具有的ssRNA、蛋白質(zhì)、脂肪和糖類外，還含有反轉(zhuǎn)錄酶(reversetranscriptase)、核糖核酸酶H(RNaseH可降解RNA-DNA雜種分子中的RNA鏈)、轉(zhuǎn)化蛋白和DNA連接酶等，艾滋病數(shù)字近二十年來1600萬人受感染而死全球感染者累計(jì)已達(dá)5000萬1999年有260萬人因之死亡新感染者中兒童和青少年居多，全球1999年兒童新感染者為560萬“重災(zāi)區(qū)”為女性，感染者人數(shù)超過男性個(gè)別南部非洲國家有1/4的人口感染去年全球每分鐘有11人感染目前非洲每天為此舉行5500個(gè)葬禮在不到十年的時(shí)間，我國的HIV-1攜帶者由1千余人上升到30萬我國感染者60%為吸毒者注射毒品時(shí)感染病毒，其次為性行為傳播和母嬰關(guān)系傳播3艾滋病-獲得性免疫缺損綜合癥80年代流行的AIDS(acquiredimmunedeficiencysyndrome)，病原體為人類免疫缺損病毒(HIV，humanimmnodeficiencyvirus)。猿免疫缺損病毒(SIV，simianimmnodeficiencyvirus)人類免疫缺損病毒(HIV，humanimmnodeficiencyvirus)艾滋病(AIDS，acquiredimmunedeficiencysyndrome)艾滋病病毒起源：一是認(rèn)為這是美國政府的一個(gè)生物武器試驗(yàn)；二是認(rèn)為HIV病毒來源于科學(xué)家們?cè)缙谠诜侵迣?duì)脊髓灰質(zhì)炎疫苗的試驗(yàn)。HIV感染人體時(shí)先由其表面糖蛋白gp120與人輔助T細(xì)胞(即T4細(xì)胞)表面蛋白CD4特異結(jié)合，gp120流在細(xì)胞表面而病毒進(jìn)入T4細(xì)胞內(nèi)。在逆轉(zhuǎn)錄酶作用下，以RNA為模板由病毒DNA聚合酶催化得到原病毒DNA并整合到宿主細(xì)胞DNA基因組中進(jìn)行繁殖。由于gp120都留在T4細(xì)胞表面，使得其像HIV病毒一樣可以去感染另一個(gè)T4細(xì)胞而形成大的多核合胞體。T4細(xì)胞被感染，則失去免疫功能，人則患上愛滋病。這樣，使人體變?yōu)闆]有軍隊(duì)的國家，只能招募“雇傭軍”--抗生素。一旦雇傭軍不濟(jì)時(shí)則全線崩潰，死于象肺結(jié)核、肝炎及生理上的一些常見疾病。第二節(jié)亞病毒類病毒：最小的、只含RNA一種成分、專性細(xì)胞內(nèi)寄生的分子生物。擬病毒：包裹在植物病毒中的類病毒。病毒

類病毒亞病毒擬病毒朊病毒priondiseasesScrapie:sheep羊搔癢病TME(transmissibleminkencephalopathy):minkCWD(chronicwastingdisease):muledeer,elkBSE(bovinespongiformencephalopathy):cows瘋牛病CJD(Creutzfeld-JacobDisease):human克-雅氏病朊病毒(Prion)：普列昂：Proteininfection蛋白質(zhì)侵染因子，是一類能侵染動(dòng)物并在宿主細(xì)胞內(nèi)復(fù)制的小分子無免疫性的疏水蛋白質(zhì)。

1982年，美國病毒學(xué)家Prusiner發(fā)現(xiàn)羊搔癢病致病因子為一種蛋白質(zhì)，是一種不含核酸的微蛋白顆粒，形態(tài)為桿狀顆粒，直徑25nm，長100-200nm，對(duì)朊病毒影響最大的為蛋白酶、氨基酸化學(xué)修飾劑和蛋白質(zhì)變性劑。其復(fù)制機(jī)制違背了現(xiàn)行的中心法則。

中心法則理由1：RNA核苷酸比DNA核苷酸更容易合成，DNA可能是從RNA進(jìn)化來的，比RNA更穩(wěn)定，其作為遺傳力的保管員的作用要?jiǎng)龠^RNA。如逆轉(zhuǎn)錄病毒，它仍攜帶遺傳信息；理由2：新近發(fā)現(xiàn)RNA具有酶的功能，稱酢酶。進(jìn)化的結(jié)果蛋白質(zhì)完全擔(dān)負(fù)起了催化的功能。如月元病毒也能攜帶信息。第五章微生物的營養(yǎng)和培養(yǎng)基營養(yǎng)(Nutrition)tosynthsize(buildup)protoplasmtosupplyenergyforalllifeprocesses營養(yǎng)物(nutrient)第一節(jié)微生物的六種營養(yǎng)要素碳源Acarbonsource(e.g.,carbohydrate)氮源Anitrogensource(e.g.,proteinorammonia)能源Energy生長因子Essentialmetabolites(vitamins;possiblyaminoacids)無機(jī)鹽Certaininorganicions水Water一碳源(carbonsource)(一)定義：凡是可以被微生物用來構(gòu)成細(xì)胞物質(zhì)的或代謝產(chǎn)物中碳素來源的營養(yǎng)物質(zhì)(二)碳源譜：如教材表5-2(三)碳源特點(diǎn)1依碳源分類自養(yǎng)微生物：利用無機(jī)碳源，如CO2、碳酸鹽異養(yǎng)微生物：利用有機(jī)碳源，如葡萄糖、淀粉等2最適碳源C-H-O最適碳源糖>醇>有機(jī)酸>脂類最適糖類單糖>雙糖>多糖最適單糖已糖>戊糖最適多糖淀粉>纖維素>木質(zhì)素、幾丁質(zhì)二氮源(nitrogensource)(一)定義：凡是可以被微生物用來構(gòu)成菌體物質(zhì)的或代謝產(chǎn)物中氮素來源的營養(yǎng)物質(zhì)(二)碳源譜：如教材表5-4(三)碳源特點(diǎn)1氮源主要不提供能量2最適碳源

NHCO>NH>NO>N23速效氮源：以蛋白質(zhì)降解產(chǎn)物存在的氮源

遲效氮源：以蛋白質(zhì)形式存在的氮源三能源(energysource)能源，就是能為微生物的生命活動(dòng)提供最初能量來源的營養(yǎng)物或輻射能。異養(yǎng)微生物的能源就是其碳源單功能營養(yǎng)物：如輻射能雙功能營養(yǎng)物：NH4+是硝酸細(xì)菌的能源和氮源三功能營養(yǎng)物：如”N.C.H.O”是異養(yǎng)微生物的能源、碳源及氮源。有機(jī)物：化能異養(yǎng)微生物的能源（同碳源）無機(jī)物：化能自養(yǎng)做生物的能源（不同于碳源）輻射能：光能自養(yǎng)和光能異養(yǎng)微生物部能源化學(xué)物質(zhì)能源譜四生長因子(growthfactor)微生物在生長過程中不能自已合成的生長繁殖必需的需要量較少的外界加入的有機(jī)物是生長因子譜：維生素氨基酸嘌呤(或嘧啶)提供方式：原料：酵母膏、玉米漿、肝浸出液、麥芽汁、新鮮動(dòng)植物組織五無機(jī)鹽(

inorganicions)大量元素：生長所需濃度為10-3~10-4mol/L的元素微量元素：生長所需濃度為10-6~10-8mol/L的元素六水(water)1水的功能胞外：溶劑(營養(yǎng)物質(zhì)吸收)溶劑(代謝產(chǎn)物的分泌)反應(yīng)介質(zhì)胞內(nèi)維持膨壓組成成分：70~90%左右調(diào)節(jié)溫度：水的比熱高光合反應(yīng)、蛋白質(zhì)水解中，水是反應(yīng)物氧化、聚合、葡萄糖酵解中，水是生成物2水活度：在相同的溫度、壓力下，溶液中水的蒸汽壓和純水蒸汽壓之比。P溶液P水a(chǎn)w=細(xì)菌>酵母菌>霉菌、放線菌>耐鹽菌0.9~0.990.8以上0.7以上0.6以上第二節(jié)微生物的營養(yǎng)類型異養(yǎng)型：生長時(shí)需要復(fù)雜有機(jī)物作為營養(yǎng)物質(zhì)的機(jī)體。自養(yǎng)型：生長時(shí)能以簡單無機(jī)物作為營養(yǎng)物質(zhì)的機(jī)體?；軤I養(yǎng)型：

X還原型+A氧化型

X氧化型+A還原型+能量光能營養(yǎng)型：光能化學(xué)能色素第三節(jié)營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的方式無載體不耗能溶質(zhì)分子不變擴(kuò)散不耗能溶質(zhì)分子不變促進(jìn)擴(kuò)散有載體耗能溶質(zhì)分子不變主動(dòng)運(yùn)輸溶質(zhì)分子改變基團(tuán)移位膜功能運(yùn)送營養(yǎng)物質(zhì)排泄(代謝產(chǎn)物)簡單擴(kuò)散促進(jìn)擴(kuò)散主動(dòng)運(yùn)輸基團(tuán)移位第四節(jié)培養(yǎng)基是一種人工配制的、適合微生物生長繁殖或產(chǎn)生代謝產(chǎn)物用的營養(yǎng)。原則目的明確營養(yǎng)協(xié)調(diào)物理化學(xué)條件適宜經(jīng)濟(jì)節(jié)約方法生態(tài)模擬查閱文獻(xiàn)精心設(shè)計(jì)試驗(yàn)比較一設(shè)計(jì)培養(yǎng)基的原則和方法1目的明確何菌？何產(chǎn)物？何種規(guī)模？自養(yǎng)菌：不能含有有機(jī)物異養(yǎng)菌：供給有機(jī)物細(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)基主流代謝支流代謝實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)種子罐培養(yǎng)發(fā)酵罐培養(yǎng)2營養(yǎng)協(xié)調(diào)1各營養(yǎng)元素之間的比例要協(xié)調(diào)H2O>C>N>P、S>Mn、Co>生長因子110-210-310-410-510-6

2C/N比率：在微生物的培養(yǎng)基中所含的碳源中碳原子摩爾數(shù)與氮原子摩爾數(shù)之比。細(xì)菌、酵母菌C/N=5/1霉菌、放線菌C/N=10/1氮源過多：菌體生長過旺，不利于積累代謝產(chǎn)物氮源不足：菌體繁殖受到抑制，代謝產(chǎn)物積累(1)控制pH值細(xì)菌：7.0~7.5放線菌：7.0~7.5霉菌：4.0~5.8酵母菌：4.0~5.83物理化學(xué)條件適宜(2)培養(yǎng)基pH值調(diào)節(jié)方式緩沖液內(nèi)源性備用堿:CaCO3

外加調(diào)節(jié)：直接加酸、堿(工業(yè)適用)KH2PO4K2HPO4等克分子量，pH值為6.8(3)調(diào)節(jié)O2和CO2濃度好氧菌：空氣、通氣厭氧菌：加入還原劑等4經(jīng)濟(jì)節(jié)約二培養(yǎng)基的種類及用途(一)按微生物種類(二)按培養(yǎng)基成分細(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)基合成培養(yǎng)基半合成培養(yǎng)基天然培養(yǎng)基伊紅美藍(lán)培養(yǎng)基(EMB培養(yǎng)基)菌樣涂布EMB平板上(三)按培養(yǎng)基用途乳糖發(fā)酵乳糖不發(fā)酵：無色菌落能力強(qiáng)：紫色菌落能力弱：棕色菌落大腸桿菌沙門氏菌屬等產(chǎn)氣桿菌等基本培養(yǎng)基富集培養(yǎng)基鑒別培養(yǎng)基固體培養(yǎng)基半固體培養(yǎng)基液體培養(yǎng)基(四)按培養(yǎng)基物理狀態(tài)加凝固劑：明膠、硅膠、瓊脂1.5~2%天然固體：米糠、木屑、馬鈴薯塊濾膜：微孔醋酸纖維薄膜凝固劑為0.5%左右無凝固劑無營養(yǎng)、無分解能力，融點(diǎn)96℃，凝點(diǎn)40℃第六章微生物的代謝和發(fā)酵

新陳代謝=分解代謝+合成代謝

分解代謝酶系合成代謝酶系(有機(jī)物)復(fù)雜分子簡單分子+ATP+[H]

第一節(jié)微生物的能量代謝

有機(jī)物最初能源

日光通用能源還原態(tài)無機(jī)物化能異養(yǎng)菌光能營養(yǎng)菌化能自養(yǎng)菌(ATP)相當(dāng)于貨幣、電力一樣一化能異養(yǎng)菌的生物氧化1生物氧化：三個(gè)形式(被氧化的形式)2生物氧化的“三、三”與氧化合失去電子脫氫基質(zhì)底物脫氫遞氫受體受氫產(chǎn)能產(chǎn)[H]產(chǎn)小分子中間代謝物H2+1/2O2H2OCH3CHOHCOOHCH3COCOOH+2H++2eFe2+Fe3++e三個(gè)階段(形成能量階段)三個(gè)產(chǎn)物(生物氧化功能)生物合成三要素3異養(yǎng)微生物的產(chǎn)能代謝(從階段上看)(1)EMP途徑根據(jù)主要代謝產(chǎn)物的不同，將微生物通過EMP途徑發(fā)酵分為下列六種類型

酵母的乙醇發(fā)酵同型乳酸發(fā)酵丙酸發(fā)酵丁二醇發(fā)酵混合酸發(fā)酵丁酸發(fā)酵丁酸型發(fā)酵丙酮-丁醇發(fā)酵丁醇-異丙酮發(fā)酵丙酮酸的主要去路厭氧：乙醇發(fā)酵、乳酸發(fā)酵有氧：2分子丙酮酸加入三羧酸循環(huán)(2)HMP途徑可分為兩個(gè)階段：葡萄糖經(jīng)磷酸化脫氫、脫羧，形成五碳糖五碳糖經(jīng)轉(zhuǎn)酮、轉(zhuǎn)醛作用重新合成六碳糖戊糖磷酸支路的生物學(xué)意義是直接由葡萄糖起始的、完整的、可單獨(dú)進(jìn)行的途徑，可以和EMP途徑相互補(bǔ)充，增加機(jī)體的適應(yīng)能力。經(jīng)此途徑，糖被徹底分解，故可與三羧酸循環(huán)等氧化途徑相配合。是還原輔酶II(NADPH2)的提供者，還原型輔酶II是許多生化反應(yīng)所必不可少的。它的產(chǎn)物是許多重要合成的必要底物。(3)ED途徑是少數(shù)缺乏完整EMP途徑的微生物的替代途徑。Enter-Doudoroff途徑2-keto-3-deoxy-8-phosphe-gluconicacid2-酮-3-脫氧-6-磷酸葡糖酸裂解途徑(KDPG途徑)特點(diǎn)代謝速度快轉(zhuǎn)化率高菌體生存少發(fā)酵溫度高三羧酸循環(huán)(二)遞氫和受氫“氫傳遞”實(shí)質(zhì)上是電子轉(zhuǎn)移。[H]=[H++e-]H+被釋放在細(xì)胞液中。

呼吸作用有機(jī)物CO2O2(外在電子受體存在)(氣態(tài)氧被還原為水)碳流電子流

發(fā)酵作用有機(jī)物發(fā)酵產(chǎn)物(如乙醇、乳酸等)內(nèi)部氧化還原作用(無外在電子受體存在)(只有一小部分力量放出水)碳流電子流

無氧呼吸作用有機(jī)物CO2氧化態(tài)NO3-、SO42-、CO32-(還原為NO2-、SO32-、CH4)碳流電子流1呼吸在生物氧化時(shí)以分子氧為最終電子受體。細(xì)菌呼吸鏈特點(diǎn)組分在膜上由一系列氧還電位不同的運(yùn)轉(zhuǎn)體按順序組成電子由低電位向高電位流動(dòng)與氧化磷酸化偶聯(lián)，產(chǎn)ATP氧化載體的取代性強(qiáng)氧化載體可增可減有分支呼吸鏈的存在

有機(jī)物CO2O2(外在電子受體存在)(氣態(tài)氧被還原為水)碳流電子流2無氧呼吸在生物氧化時(shí)呼吸鏈末端的最終電子受體為無機(jī)氧化物。有機(jī)物CO2氧化態(tài)NO3-、SO42-、CO32-(還原為NO2-、SO32-、CH4)碳流電子流3發(fā)酵作用有機(jī)物發(fā)酵產(chǎn)物(如乙醇、乳酸等)內(nèi)部氧化還原作用(無外在電子受體存在)(只有一小部分力量放出水)碳流電子流微生物以有機(jī)物為基質(zhì)，以有機(jī)物為最終電子受體的生物氧化過程。狹義廣義廉價(jià)的原料

有用的代謝產(chǎn)物有O2、無O2有益微生物根據(jù)主要代謝產(chǎn)物的不同，將微生物通過EMP途徑發(fā)酵分為下列六種類型

酵母的乙醇發(fā)酵同型乳酸發(fā)酵丙酸發(fā)酵丁二醇發(fā)酵混合酸發(fā)酵丁酸發(fā)酵丁酸型發(fā)酵丙酮-丁醇發(fā)酵丁醇-異丙酮發(fā)酵二化能自養(yǎng)菌的生物氧化1氫細(xì)菌是依靠H2的氧化獲得能量，以CO2為碳源的自養(yǎng)菌。氫細(xì)菌利用氫化酶氧化分子氫，產(chǎn)生生物合成所需要的能量。2硝化細(xì)菌亞硝酸細(xì)菌亞硝酸細(xì)菌：NH3NO2-硝酸細(xì)菌:NO2-NO3-硝酸細(xì)菌3硫細(xì)菌包括光能自養(yǎng)硫細(xì)菌和化能自養(yǎng)硫細(xì)菌氧化磷酸化底物磷酸化三細(xì)菌的光合作用能量來源：光能ATP細(xì)菌葉綠素(光合細(xì)菌)光合色素：葉綠素(藍(lán)細(xì)菌)細(xì)菌視紫質(zhì)(鹽細(xì)菌)光合磷酸化：由光能引起葉綠素分子逐出電子，并通過電子傳遞來產(chǎn)生ATP的方式。類型光合色素環(huán)式光合磷酸化非環(huán)式光合磷酸化(一)生物氧化和產(chǎn)能1環(huán)式光合磷酸化還原力怎么解決？2非環(huán)式光合磷酸化還原力來自于水的光解3嗜鹽菌紫膜的光合作用1Calvin循環(huán)羧化反應(yīng)還原反應(yīng)CO2受體的再生(二)自養(yǎng)生物CO2的固定2乙酰-輔酶A途徑3還原性TCA循環(huán)途徑四微生物獨(dú)特合成途徑舉例1定義：N2+6[H]2NH3生物固氮固氮生物Mg2++ATP2固氮生物的種類

(1)自生固氮菌：能獨(dú)立進(jìn)行固氮的微生物

(2)共生固氮菌：與它種生物共生時(shí)才能固氮的微生物

(3)聯(lián)合固氮菌：必須生活在植物跟際、葉面或動(dòng)物腸道等處才能固氮的微生物

從固氮生物在分類上高度分散來推斷，固氮作用應(yīng)是原始生物的基本代謝之一3固氮生物的生化機(jī)制(1)固氮的必要條件ATP供應(yīng)還原力及其載體固氮酶還原底物N2鎂離子嚴(yán)格的厭氧微環(huán)境(2)固氮酶(3)固氮酶活力測(cè)定定氮法同位素法乙炔法(1965年)HCCHH2CCH2(4)固氮的生化機(jī)制固氮酶H23固氮菌中對(duì)固氮酶的保護(hù)(1)自生固氮菌的保護(hù)呼吸保護(hù)作用構(gòu)象保護(hù)作用(2)藍(lán)細(xì)菌固氮酶的保護(hù)還原性異形胞時(shí)空分隔、束狀群體、微氧環(huán)境等等(3)根瘤菌的抗氧保護(hù)豆血紅蛋白第七章微生物的生長及其控制個(gè)體生長個(gè)體繁殖群體生長平衡生長量數(shù)量群體生長=個(gè)體生長+個(gè)體繁殖第一節(jié)測(cè)定微生物繁殖的方法一、測(cè)生長量直接法間接法比例計(jì)數(shù)法血球計(jì)數(shù)法測(cè)體積稱干重比濁法生理指標(biāo)法直接法間接法液體稀釋法平板菌落計(jì)數(shù)法二、測(cè)繁殖數(shù)第二節(jié)微生物的生長規(guī)律一、細(xì)菌的個(gè)體生長和同步生長1、同步培養(yǎng)（synchronousculture）：即設(shè)法使群體中的所有細(xì)胞盡可能都處于同樣細(xì)胞生長和分裂同期中，然后分析此群體的各種生物化學(xué)特征，從而了解單個(gè)細(xì)胞所發(fā)生的變化。2、同步生長（synchronousgrowth）：通過同步培養(yǎng)而使細(xì)胞群體處于分裂步調(diào)的狀態(tài)，就稱同步生長。二、典型生長曲線1、典型生長曲線：將菌種接種在液體培養(yǎng)基中隔一定時(shí)間取樣，計(jì)算菌數(shù)，以菌數(shù)的對(duì)數(shù)為縱坐標(biāo)，生長時(shí)間為橫坐標(biāo)作圖。包括延滯期、指數(shù)期、穩(wěn)定期和衰亡期等四個(gè)時(shí)期R(生長速率常數(shù))=分裂次數(shù)(代)/單位時(shí)間霉菌的生長曲線是否是典型生長曲線？固體培養(yǎng)基表面菌落是否為典型生長曲線？？（一）延滯期（lasphase）

1特點(diǎn)：細(xì)胞數(shù)目不增加(R=0)細(xì)胞長、大代謝旺盛(RNA含量增加)誘導(dǎo)酶迅速合成對(duì)不良條件敏感，抵抗力降低2影響因素菌種接種齡：即“種子”的群體生長年齡，即處在生長曲線上的哪一個(gè)階段，這是一種生理年齡。接種量：接種量的大小明顯影響延滯期的長短。種子培養(yǎng)基成分：接種到營養(yǎng)豐富的天然培養(yǎng)基中的微生物，要比接種到營養(yǎng)單調(diào)的組分培養(yǎng)基中的延滯期短。（二）指數(shù)期（exponentialphase）

1特點(diǎn)：生長速率常數(shù)最大，繁殖數(shù)>死亡數(shù)代時(shí)短，即細(xì)胞每分裂一次所需的代時(shí)G（增代時(shí)間，generationtime）或原生質(zhì)增加一倍所需的倍增時(shí)間（doublingtime）最短.成分均勻酶活力高，酶系活躍，代謝旺盛。2三個(gè)重要參數(shù)（三）穩(wěn)定期（stationaryphase）

1特點(diǎn)：細(xì)胞數(shù)目不增加(R=0)，即處于新繁殖的細(xì)胞數(shù)與衰亡的細(xì)胞數(shù)相等，或正生長與負(fù)生長相等的動(dòng)態(tài)平衡之中。菌體產(chǎn)量達(dá)到了最高點(diǎn)，而且菌體產(chǎn)量與營養(yǎng)物質(zhì)的消耗間呈現(xiàn)出一定的比例關(guān)系細(xì)胞長、大代謝旺盛(RNA含量增加)誘導(dǎo)酶迅速合成對(duì)不良條件敏感，抵抗力降低2穩(wěn)定期到來的原因主要是：營養(yǎng)物尤其是生長限制因子的耗盡；營養(yǎng)物的比例失調(diào)，如C／N比值不合適；酸、醇、毒素或H20等有害代謝產(chǎn)物的累積；pH、氧化還原勢(shì)等物化條件越來越不適宜。3應(yīng)用

穩(wěn)定期是以生產(chǎn)菌體或與菌體生長相平行的代謝產(chǎn)物，例如單細(xì)胞蛋白、乳酸等為目的的一些發(fā)酵生產(chǎn)的最佳收獲期，也是對(duì)某些生長因子例如維生素和氨基酸等進(jìn)行生物測(cè)定的必要前提。此外，由于對(duì)穩(wěn)定期到來的原因進(jìn)行研究，還促進(jìn)了連續(xù)培養(yǎng)技術(shù)的設(shè)計(jì)和研究。（四）衰亡期（declinePhase或deathPhase）1特點(diǎn)：個(gè)體死亡的速度超過新生的速度(繁殖數(shù)<死亡數(shù))，整個(gè)群體就呈現(xiàn)出負(fù)生長（R<0）。細(xì)胞形態(tài)多樣，例如會(huì)產(chǎn)生很多膨大、不規(guī)則的退化形態(tài)；有的微生物因蛋白水解酶活力的增強(qiáng)就發(fā)生自溶（autolysis）；有的微生物在這時(shí)產(chǎn)生或釋放對(duì)人類有用的抗生素等次生代謝產(chǎn)物；在芽抱桿菌中，芽抱釋放往往也發(fā)生在這一時(shí)期。2影響因素環(huán)境不利，分解代謝速度>>合成速度三微生物的連續(xù)培養(yǎng)

連續(xù)培養(yǎng)（continuousculture）又稱開放培養(yǎng)（openculture），是相對(duì)于上述繪制典型生長曲線時(shí)所采用的那種單批培養(yǎng)（batchculture）或密閉培養(yǎng)（closedculture）而言的。原理：通過認(rèn)識(shí)穩(wěn)定期到來，并采取相應(yīng)的有效措施：反“穩(wěn)定期”的到來。。恒法器（turbidostat）這是根據(jù)培養(yǎng)器內(nèi)微生物的生長密度，并借光電控制系統(tǒng)來控制培養(yǎng)液流速，以取得菌體密度高、生長速度恒定的微生物細(xì)胞的連續(xù)培養(yǎng)器。在恒濁器中的微生物，始終能以最高生長速率進(jìn)行生長，并可在允許范圍內(nèi)控制不同的菌體密度。恒化器（chemostat或bactosen）與恒濁器相反，恒化器是一種設(shè)法使培養(yǎng)液流速保持不變，并使微生物始終在低于其最高生長速率條件下進(jìn)行生長繁殖的一種連續(xù)培養(yǎng)裝置。這B一種通過控制某一種營養(yǎng)物的濃度，使其始終成為生長限制因子的條件下體到的，第三節(jié)理化因子對(duì)微生物生長的影響

一溫度生長溫度的三基點(diǎn)最低溫度最適溫度最高溫度最適溫度：某菌分裂代時(shí)最短、生長速率最高的溫度。嗜冷菌：<20℃中溫菌：20~45℃嗜熱菌：>45℃二氧氣1微生物與O2關(guān)系2厭氧菌受氧毒害機(jī)制三pH值

緩沖液內(nèi)源性備用堿:CaCO3

外加調(diào)節(jié)：直接加酸、堿(工業(yè)適用)等克分子量，pH值為6.8KH2PO4K2HPO4一基本概念第二節(jié)有害微生物的控制1滅菌2消毒3防腐4化療二高溫滅菌

濕熱滅菌效力高的原因：1)有水，蛋白質(zhì)易凝固2)熱蒸汽的穿透力強(qiáng)3)蒸汽有潛熱存在三化學(xué)殺菌劑(一)表面消毒劑對(duì)一切活細(xì)胞都有毒性、不能用作活細(xì)胞內(nèi)的化學(xué)治療用的化學(xué)藥劑石炭酸系數(shù)：在一定時(shí)間內(nèi)被試藥劑能殺死全部供試菌的最高稀釋度與達(dá)到同效石炭酸的最高稀釋度的比率。(二)化學(xué)治療劑抗代謝藥物--磺胺類嘌呤對(duì)抗物--6-巰基嘌呤氨基酸對(duì)抗物--5-甲基色嘌呤吡哆醇對(duì)抗物--異煙肼抗代謝藥物一磺膿類藥物1934年德國Domagk對(duì)各種偶氮染料進(jìn)行抗菌試驗(yàn)--

‘百浪多息’可治療人的鏈球菌病及兒童的丹毒磺胺是PABA的結(jié)構(gòu)類似物，發(fā)生競爭性桔抗作用，形成“假二氫葉酸”(三)抗生素由生物在其生命活動(dòng)中產(chǎn)生的一種次生代謝物，在低濃度時(shí)可抑制或殺死其它的微生物?？咕V：抗生素對(duì)微生物作用的范圍?？股氐淖饔梅绞揭种萍?xì)胞壁的形成：青霉素、桿菌肽、環(huán)絲氨酸阻礙核酸的合成：利福霉素、絲裂霉素、博萊霉素干擾蛋白質(zhì)的合成：鏈霉素、紅霉素、四環(huán)素?fù)p傷細(xì)胞膜的功能：多粘菌素、短桿菌素多粘菌素萘啶酸、諾氟沙星、環(huán)丙沙星第八章微生物的遺傳變異和育種遺傳(heredity)遺傳型(genotype)表型(phenotype)變異(variation)飾變(modification)第一節(jié)遺傳變異的物質(zhì)基礎(chǔ)一遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)1DNA復(fù)制2轉(zhuǎn)錄3轉(zhuǎn)譯原核生物只有一種RNA多聚酶轉(zhuǎn)錄后不需加工，直接作為mRNAmRNA只能存活幾分鐘、幾小時(shí)轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)移可同時(shí)進(jìn)行，是偶聯(lián)的原核生物的mRNA是多基因的(polycistronic)，即它們編碼幾個(gè)多肽二證明DNA為遺傳物質(zhì)的三個(gè)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)1轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)2噬菌體感染實(shí)驗(yàn)3病毒的拆開和重組實(shí)驗(yàn)七個(gè)水平細(xì)胞水平細(xì)胞核水平染色體水平核酸水平基因水平密碼子水平核苷酸水平三遺傳物質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)的存在部位和方式1細(xì)胞核