普通微生物學(xué)課件

普通微生物學(xué)緒論一、微生物學(xué)研究的內(nèi)容 什麼是微生物*二、微生物學(xué)發(fā)展概況* 呂文虎克；巴斯德；柯赫……三、微生物學(xué)研究促進(jìn)了人類的進(jìn)步(意義) 生物工程學(xué)與微生物的關(guān)係*微生物學(xué)研究的內(nèi)容微生物是一群多不易用肉眼看見（清）的，個(gè)體微小的，形態(tài)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的單細(xì)胞、簡(jiǎn)單多細(xì)胞及無細(xì)胞結(jié)構(gòu)的低等生物。微生物學(xué)是研究微生物及其生命活動(dòng)規(guī)律和應(yīng)用的科學(xué)。從應(yīng)用上看，依工作範(fàn)圍可分為農(nóng)業(yè)微生物學(xué)、工業(yè)微生物學(xué)、醫(yī)學(xué)微生物學(xué)、獸醫(yī)微生物學(xué)、食品微生物學(xué)、地質(zhì)微生物學(xué)和環(huán)境微生物學(xué)等。微生物研究範(fàn)圍細(xì)胞結(jié)構(gòu)

核類型

類別

六界分類系統(tǒng)非細(xì)胞 病毒* 病毒界 普通細(xì)菌* 放線菌* 原核 藍(lán)細(xì)菌* 原核生物界 立克次氏體等* 古細(xì)菌*

酵母菌*細(xì)胞 真菌黴菌* 真核 食用菌* 真核生物界 藻類高等 單細(xì)胞*

原生動(dòng)物 原生生物界 植物 植物界 動(dòng)物 動(dòng)物界生物的共同特點(diǎn)：（復(fù)習(xí)）（1）生物體基本組成單位是細(xì)胞。（2）化學(xué)組成相似。（3）具有相似的新陳代謝等功能（活動(dòng)）（4）受基因控制的遺傳機(jī)制相同。（5）具有繁殖功能。微生物的共性體積小，面積大（比表面積大，本質(zhì)）吸收多，轉(zhuǎn)化快（生化轉(zhuǎn)化能力強(qiáng)）生長(zhǎng)旺，繁殖快（發(fā)酵、科研、害處）適應(yīng)強(qiáng)，易變異（益處、害處）分佈廣、種類多（陸、海、空以及整個(gè)生物圈；代謝類型、產(chǎn)物、數(shù)量多）微生物學(xué)發(fā)展概況*一、古代人類對(duì)微生物的應(yīng)用二、微生物形態(tài)學(xué)發(fā)展階段（1676-1861）

呂文虎克三、微生物生理學(xué)發(fā)展階段（1861-1930） 巴斯德、科赫四、近現(xiàn)代微生物學(xué)發(fā)展階段（1930-） 生物工程學(xué)什麼是生物工程(學(xué))？生物工程(學(xué))包括五大工程：遺傳工程細(xì)胞工程微生物工程酶工程生物反應(yīng)器工程Leeuwenhoek呂文虎克（荷蘭人）

擅長(zhǎng)磨制高倍放大鏡觀察不同來源的微生物的樣品（水、血液、牙垢、腐敗物質(zhì)、精子……）描述了他所看到的各種微動(dòng)體並附有繪圖Pasteur—微生物學(xué)之父

否定自然發(fā)生學(xué)說對(duì)發(fā)酵的研究（酒精發(fā)酵、丁酸發(fā)酵…）巴斯德滅菌法免疫學(xué)說（炭疽病、狂犬病等）Robertkoch—細(xì)菌學(xué)之父建立微生物學(xué)基本研究技術(shù)（分離純化細(xì)菌）培養(yǎng)基製作技術(shù)染色技術(shù)（鞭毛染色）柯赫法則巴斯德的曲頸瓶實(shí)驗(yàn)：否定自然發(fā)生學(xué)說柯赫的證病學(xué)說（柯赫法則）近現(xiàn)代微生物學(xué)發(fā)展階段1929，發(fā)現(xiàn)青黴素1941，“一個(gè)基因一條多肽鏈”學(xué)說1944，DNA為遺傳物質(zhì)的證明1953，DNA雙螺旋模型建立1961，操縱子學(xué)說1965，三聯(lián)密碼子學(xué)說1970s，生物工程學(xué)的發(fā)展第一節(jié)遺傳變異的基本概念一、基本概念

1.遺傳型（基因型）；2.遺傳性；3.表型

4.變異；5.飾變二、遺傳物質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)的存在部位和方式

1.七個(gè)水準(zhǔn)；2.原核生物的質(zhì)粒三、遺傳變異的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)

1.經(jīng)典轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)；2.噬菌體感染實(shí)驗(yàn)

3.植物病毒的重建實(shí)驗(yàn)

一、基本概念遺傳型（基因型）遺傳性表型變異飾變二、遺傳物質(zhì)的存在部位和方式七個(gè)水準(zhǔn)(p224)細(xì)胞水準(zhǔn)細(xì)胞核水準(zhǔn)(包括真核生物的質(zhì)粒)染色體水準(zhǔn)核酸水準(zhǔn)基因水準(zhǔn)(密碼子水準(zhǔn))核苷酸水準(zhǔn)原核生物的質(zhì)粒（下頁）染色體質(zhì)粒具有獨(dú)立複製能力的小型共價(jià)閉合環(huán)狀DNA分子。質(zhì)粒是一種複製子，如果其複製與核染色體的複製同步．稱為嚴(yán)密型複製控制，在這類細(xì)胞中只含1—2個(gè)質(zhì)粒，另一類其複製與核染色體複製不同步，稱為鬆弛型複製控制F因數(shù)又稱致育因數(shù)或性因數(shù)，是E．coli等細(xì)菌中決定性別的質(zhì)粒。R因數(shù)又稱R質(zhì)粒，它使細(xì)菌具有抗多種抗生素的特性而且它還能將這類抗藥性轉(zhuǎn)移到其他菌株甚至其他種。也可用作基因載體。降解性質(zhì)粒

COI因數(shù)即產(chǎn)大腸揚(yáng)桿菌素因數(shù)Ti質(zhì)粒巨大質(zhì)粒R因數(shù)結(jié)構(gòu)Tn9Tn21Tn10Tn8RTFRdeterminant根癌土壤桿菌導(dǎo)致的病害三、遺傳變異的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)經(jīng)典轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)噬菌體感染實(shí)驗(yàn)植物病毒的重建實(shí)驗(yàn)經(jīng)典轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)研究人員：F.Griffith；材料：肺炎雙球菌1.動(dòng)物實(shí)驗(yàn) 2.細(xì)菌培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)3.無細(xì)胞抽提液經(jīng)典轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)圖例噬菌體感染實(shí)驗(yàn)(p222)植物病毒的重建實(shí)驗(yàn)(p223)第二節(jié)基因重組一、原核微生物的基因重組

1.轉(zhuǎn)化 2.轉(zhuǎn)導(dǎo) 3.接合

4.原生質(zhì)體融合二、真核微生物的基因重組

1.有性雜交 2.準(zhǔn)性雜交三、基因工程

1.基因工程的基本操作

2.基因工程的應(yīng)用和發(fā)展前景

一、原核微生物的基因重組

p2541.轉(zhuǎn)化 2.轉(zhuǎn)導(dǎo) 3.接合 4.原生質(zhì)體融合1.轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化是一個(gè)細(xì)菌的DNA片段轉(zhuǎn)入到另一細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)，並使後者獲得新遺傳性狀的現(xiàn)象。轉(zhuǎn)化因數(shù)無細(xì)胞DNA片段。感受態(tài)細(xì)胞每個(gè)可摻入1—10個(gè)轉(zhuǎn)化因數(shù)。轉(zhuǎn)化過程可分為兩個(gè)階段：

第一階段是外源的雙鏈DNA結(jié)合到受體細(xì)胞表面上後，其中一條DNA單鏈被徹底降解，另一條DNA單鏈進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)。

第二階段是進(jìn)入到細(xì)胞內(nèi)的外源DNA與受體細(xì)腦染色體的同源段進(jìn)行配對(duì)，並通過交換整合到受體菌的染色體中。從而外源DNA攜帶的遺傳性狀便在遺傳中得到表達(dá)。轉(zhuǎn)化示意圖2.轉(zhuǎn)導(dǎo)轉(zhuǎn)導(dǎo)是以噬菌體為媒介，將供體細(xì)胞的DNA片段攜帶到受體細(xì)胞中，從而使受體細(xì)胞獲得了供體細(xì)胞部分遺傳性狀的現(xiàn)象。噬菌體的轉(zhuǎn)導(dǎo)作用可分為普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)和局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)兩種類型。普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)是指噬菌體對(duì)宿主的遺傳物質(zhì)攜帶和轉(zhuǎn)移沒有專一性的一種轉(zhuǎn)導(dǎo)，它可以攜帶宿主細(xì)胞內(nèi)任何一個(gè)染色體片段或質(zhì)粒DNA。局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)是指某些溫和噬菌體可以特定地轉(zhuǎn)導(dǎo)某些基因的現(xiàn)象。轉(zhuǎn)導(dǎo)示意圖3.接合細(xì)菌的接合是指兩個(gè)細(xì)菌細(xì)胞接觸，相互之間暫時(shí)溝通並傳遞遺傳物質(zhì)的過程。細(xì)菌接合時(shí)是雄性細(xì)菌將F質(zhì)粒注人雌性細(xì)菌的細(xì)胞內(nèi)。雄性細(xì)菌：是指含有F質(zhì)粒的細(xì)菌，用F+表示；雌性細(xì)菌是指不含F(xiàn)質(zhì)粒的細(xì)菌，用F—表示。當(dāng)F+與F-結(jié)合時(shí)，F(xiàn)+細(xì)胞即可將複製的F質(zhì)粒的一條鏈注入F—細(xì)胞。F—細(xì)胞獲得F+質(zhì)粒後，就變成了F’細(xì)胞。F’質(zhì)粒帶有染色體DNA的F質(zhì)粒。F’菌株帶有F’質(zhì)粒的菌株。Hfr菌(高頻重組菌株)F質(zhì)粒進(jìn)入到F—細(xì)菌中，如果整合到染色體DNA上，該菌株便稱為—。接合示意圖大腸桿菌接合4.原生質(zhì)體融合原生質(zhì)體融合人為使遺傳性狀不同的細(xì)胞原生質(zhì)體融合，之後產(chǎn)生基因重組，形成帶有雙親性狀的，遺傳穩(wěn)定的新個(gè)體。比較供、受體關(guān)係整套染色體局部雜合高頻低頻染色體基因細(xì)胞融合或聯(lián)結(jié)性細(xì)胞真菌有性生殖

體細(xì)胞

真菌準(zhǔn)性生殖

細(xì)胞間暫時(shí)溝通

接合性導(dǎo)細(xì)胞間不接觸游離DNA

轉(zhuǎn)化噬菌體攜DNA

轉(zhuǎn)導(dǎo)噬菌體供遺傳物質(zhì)完整噬菌體

溶源轉(zhuǎn)變噬菌體DNA

轉(zhuǎn)染二、真核微生物的基因重組1.有性雜交細(xì)胞水準(zhǔn)上的遺傳重組方式，指性細(xì)胞間的接合和染色體重組啤酒酵母2.準(zhǔn)性雜交準(zhǔn)性生殖(半知菌菌株)準(zhǔn)性生殖過程：1.菌絲聯(lián)接；2.異核體的形成；3.核配；4.體細(xì)胞交換以及單倍體化比較比較專案準(zhǔn)性生殖有性生殖親本細(xì)胞獨(dú)立生活的異核體階段接合後雙倍體形態(tài)雙倍體變?yōu)閱伪扼w途徑接合發(fā)生的幾率形態(tài)相同體細(xì)胞有與單倍體基本相同通過有絲分裂幾率低，偶然出現(xiàn)性細(xì)胞無與單倍體明顯不同通過減數(shù)分裂幾率高，正常出現(xiàn)三、基因工程基因工程概念*基因工程的誕生基因工程研究?jī)?nèi)容基因工程的基本操作*基因工程的應(yīng)用和發(fā)展前景概述基因工程概念基因工程的誕生1972年，美國(guó)斯坦福大學(xué)的P．Berg博士領(lǐng)導(dǎo)的研究小組，率先完成了世界上第一次成功的DNA體外重組實(shí)驗(yàn)。1973年，斯坦福大學(xué)的S．Cohen等人也成功地進(jìn)行了另外一個(gè)體外DNA重組實(shí)驗(yàn)基因工程研究?jī)?nèi)容在基因組中，分離出人類需要的DNA片段，其中含有人類需要的基因；在體外對(duì)DNA分子進(jìn)行重組，改造DNA；將重組DNA分子轉(zhuǎn)移到適當(dāng)?shù)氖荏w細(xì)胞，並與之一起增殖；從受體細(xì)胞克隆中提取已經(jīng)擴(kuò)增的目的基因，進(jìn)一步分析研究使用；從大量的細(xì)胞繁殖群體中，篩選出獲得重組DNA分子的受體細(xì)胞克??；將目的基因表達(dá)，產(chǎn)生人類所需要的物質(zhì)1869年，F(xiàn)．Miescher首次從萊茵河鮭魚精子中分離到DNA；1944年，O．T．Avery等人在肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)遺傳資訊的攜帶者是DNA而不是蛋白質(zhì)；1953年，J．D．Watson和F．H．Crick提出DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型；1957年，Kornberg在大腸桿菌中發(fā)現(xiàn)DNA聚合酶I；1958年，M．Meselson和F．W．Stahl提出了DNA半保留複製模型；1959年，S．Ochoa發(fā)現(xiàn)RNA聚合酶；1961年，M．W．Nirenberg等人破譯出第一批遺傳密碼；1965年，S．W．Holley完成了第一個(gè)酵母丙氨酸t(yī)RNA的核苷酸全序列測(cè)定；1966年，M．W．Nirenberg，S．Ochoa和G．Khorana共同破譯了全部的遺傳密碼；重組DNA技術(shù)發(fā)展史大事記重組DNA技術(shù)發(fā)展史大事記(續(xù))1970年，H．M．Temin等在RNA腫瘤病毒中發(fā)現(xiàn)反轉(zhuǎn)錄酶；1972年，H．Boyer等人發(fā)展了關(guān)於重組DNA技術(shù)；1975年，Sanger等人發(fā)明了快速的DNA序列測(cè)定技術(shù)；1980年，美國(guó)最高法院裁定微生物基因工程可以獲得專利；1981年，第一只轉(zhuǎn)基因小鼠和轉(zhuǎn)基因果蠅誕生；1982年，第一個(gè)由基因工程生產(chǎn)的藥物——胰島素，在美國(guó)和英國(guó)獲準(zhǔn)使用；1983年，第一個(gè)表達(dá)其他種植物基因（一個(gè)基因）的轉(zhuǎn)基因植物培育成功；1985年，第一批轉(zhuǎn)基因家畜出生；1988年，J．D．Watson出任“人類基因組計(jì)畫”首席科學(xué)家；重組DNA技術(shù)發(fā)展史大事記(續(xù))1990年，第一個(gè)轉(zhuǎn)基因玉米及轉(zhuǎn)基因小麥植株誕生；1994年，基因工程番茄在美國(guó)上市；1995年，《自然》雜誌彙集發(fā)表了人類基因組全物理圖，以及3號(hào)，16號(hào)和22號(hào)人染色體的高密度物理圖；1997年，克隆羊——多利誕生；1999年，超級(jí)鼠出生；2000年，人類基因組計(jì)畫完成基因工程基本操作示意圖基因工程的基本操作*基因工程的要素供體系統(tǒng)；受體系統(tǒng)；載體系統(tǒng)基因工程的基本操作獲得目的基因選擇載體(載體特點(diǎn)；常用載體)目的基因與載體DNA的體外重組，形成嵌合體重組載體進(jìn)入受體細(xì)胞基因工程的應(yīng)用和發(fā)展前景農(nóng)業(yè)應(yīng)用 定向育種工業(yè)應(yīng)用 發(fā)酵生產(chǎn)胰島素醫(yī)學(xué)應(yīng)用……

微生物學(xué)在其中的角色第三節(jié) 微生物基因突變和誘變育種一、基因突變突變類型及特點(diǎn)基因突變的機(jī)制微生物基因突變特點(diǎn)*二、突變與育種自發(fā)突變與育種誘變育種*一、基因突變(P229)突變類型依表型突變來劃分基因突變的機(jī)制自發(fā)突變；誘變劑的作用微生物基因突變特點(diǎn)*二、突變與育種自發(fā)突變與育種生產(chǎn)過程中選育定向培養(yǎng)誘變育種*誘變育種(P244)誘變育種的基本環(huán)節(jié)誘變育種大致可分為誘變、初篩、複篩、鑒定、培養(yǎng)等程式。營(yíng)養(yǎng)缺陷型的誘變育種誘變育種的原則營(yíng)養(yǎng)缺陷型的誘變育種營(yíng)養(yǎng)缺陷型的篩選步驟，一般通過誘變處理、淘汰野生型、撿出和鑒定4個(gè)環(huán)節(jié)。誘變處理淘汰野生型青黴素法；菌絲過濾法撿出夾層培養(yǎng)法；逐個(gè)點(diǎn)種法鑒定將營(yíng)養(yǎng)缺陷型的菌株接種在基本培養(yǎng)基中。然後用含有不同氨基酸或維生素的濾紙片放在培養(yǎng)基表面上，經(jīng)培養(yǎng)後．在哪種營(yíng)養(yǎng)物濾紙片周圍生長(zhǎng)出的微生物即是該營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)缺陷型。第四節(jié) 菌種的衰退、復(fù)壯

和保藏(P271)一、菌種的衰退和復(fù)壯衰退的防止菌種的復(fù)壯二、菌種的保藏*

一、菌種的衰退和復(fù)壯概念衰退的防止菌種的復(fù)壯衰退指原有的典型性狀變得不典型。對(duì)產(chǎn)量性狀來說，菌種的負(fù)變就是衰退。復(fù)壯狹義上是在菌種已發(fā)生衰退的情況下，通過純種分離和測(cè)定生產(chǎn)性能等方法，使衰退的群體中找出少數(shù)尚未衰退的個(gè)體，以達(dá)到恢復(fù)該菌原有典型性狀的一種措施；廣義指在菌種的生產(chǎn)性能尚未衰退前就經(jīng)常有意識(shí)地進(jìn)行純種分離和生產(chǎn)性能的測(cè)定工作，以期菌種的生產(chǎn)性能逐步有所提高。概念菌種的衰退的防止控制傳代次數(shù)意即儘量避免不必要的移種和傳代，並將必要的傳代降低到最低限度，以減少自發(fā)突變的幾率。創(chuàng)造良好的培養(yǎng)條件在實(shí)踐中，有人發(fā)現(xiàn)如創(chuàng)造一個(gè)適合原種的生長(zhǎng)條件，就可在一定程度上防止菌種衰退。利用不同類型的細(xì)胞進(jìn)行接種傳代採(cǎi)用有效的菌種保藏方法菌種復(fù)壯的方法純種分離通過宿主體內(nèi)生長(zhǎng)進(jìn)行復(fù)壯淘汰已衰退的個(gè)體概述營(yíng)養(yǎng)是微生物生長(zhǎng)的先決條件。營(yíng)養(yǎng)為一切生命活動(dòng)提供了必需的物質(zhì)基礎(chǔ)，它是一切生命活動(dòng)的起點(diǎn)。有了營(yíng)養(yǎng)，才可以進(jìn)一步進(jìn)行代謝、生長(zhǎng)和繁殖，並可能為人們提供種種有益的代謝產(chǎn)物。熟悉微生物的營(yíng)養(yǎng)知識(shí)，是研究和利用微生物的必要基礎(chǔ)，有了營(yíng)養(yǎng)理論，就能更自覺和有目的的選用或設(shè)計(jì)符合微生物生理要求或有利於生產(chǎn)實(shí)踐應(yīng)用的培養(yǎng)基。食用菌基本概念營(yíng)養(yǎng)是指生物體從外部環(huán)境攝取其生命活動(dòng)所必需的能量和物質(zhì)，以滿足其生長(zhǎng)和繁殖需要的一種生理功能。營(yíng)養(yǎng)物則指具有營(yíng)養(yǎng)功能的物質(zhì)。第一節(jié) 微生物的六種營(yíng)養(yǎng)要素一、微生物細(xì)胞的化學(xué)組成

C、H、O、N、P、S……二、微生物的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及其功能碳源氮源能源生長(zhǎng)因數(shù)無機(jī)鹽水一、微生物細(xì)胞的化學(xué)組成類同於其他生物細(xì)胞（參考p99）化學(xué)物質(zhì)：水分；蛋白質(zhì)；核酸；糖類；脂類等化學(xué)元素：

C、H、O、N約占細(xì)胞幹重的90-97%； 約占細(xì)胞幹重的3-10%的礦質(zhì)元素，主要是K、Mg、S、Ca、Na等； 其他為一些微量元素二、微生物的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及其功能碳源（碳素營(yíng)養(yǎng)）氮源（氮素營(yíng)養(yǎng)）能源生長(zhǎng)因數(shù)（生長(zhǎng)因素）無機(jī)鹽（礦物營(yíng)養(yǎng)）水碳源（碳素營(yíng)養(yǎng)）概念：凡構(gòu)成微生物生物細(xì)胞和代謝產(chǎn)物中碳架來源的營(yíng)養(yǎng)物碳源的分類： （自養(yǎng)微生物、異養(yǎng)微生物）作用：碳架結(jié)構(gòu)；提供能量實(shí)驗(yàn)中常見碳源：葡萄糖等糖類物質(zhì)；牛肉膏、蛋白腖等天然成分氮源（氮素營(yíng)養(yǎng)）概念：來源：分類：（氨基酸自養(yǎng)型、氨基酸異養(yǎng)性）作用：細(xì)胞成分；一般不提供能源實(shí)驗(yàn)中常見氮源:(NH4)2SO4；牛肉膏、蛋白腖、尿素等天然成分能源概念：提供最初能量來源的營(yíng)養(yǎng)物或輻射能分類：光能、化能（有機(jī)物；無機(jī)物）水功能：溶劑（維持細(xì)胞膠體狀態(tài)）；調(diào)節(jié)細(xì)胞溫度；作為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。少數(shù)微生物能利用水中的氫作為還原CO2時(shí)的還原劑。生長(zhǎng)因數(shù)微生物量少，但可以促進(jìn)生長(zhǎng)的有機(jī)化合物的總稱。功能：（參閱p104）無機(jī)鹽主要元素和微量元素之分功能：主要元素構(gòu)成細(xì)胞成分、與細(xì)胞透性有關(guān)；微量元素輔酶或酶的輔基生長(zhǎng)因數(shù)的功能酵母膏成分無機(jī)鹽作用第二節(jié) 微生物的營(yíng)養(yǎng)類型*根據(jù)微生物利用的能源和消耗的碳源不同，將微生物大體上分為四種營(yíng)養(yǎng)類型：光能自養(yǎng)微生物光能異養(yǎng)微生物化能自養(yǎng)微生物化能異養(yǎng)微生物序號(hào) 分類標(biāo)準(zhǔn) 營(yíng)養(yǎng)類型1 以能源分 光能營(yíng)養(yǎng)型(photoproth)

化能營(yíng)養(yǎng)型(chemotroph2 以氫供體分 無機(jī)營(yíng)養(yǎng)型(lithotroph)

有機(jī)營(yíng)養(yǎng)型(organotroph)3 以碳源分 自養(yǎng)型(autotroPh)

異養(yǎng)型(heterotroph)4 以合成 氨基酸自養(yǎng)型 氨基酸能力分 氨基酸異養(yǎng)型5 以生長(zhǎng)因數(shù)分 原養(yǎng)型或野生型 營(yíng)養(yǎng)缺陷型6 以取食方式分 滲透營(yíng)養(yǎng)型(osmotroph)

吞噬營(yíng)養(yǎng)型7 以獲得有機(jī)物分 腐生(saprophytism)

寄生(parasitism)光能自養(yǎng)微生物亦光能無機(jī)營(yíng)養(yǎng)型這類微生物是利用光作為能源，利用CO2作為碳源產(chǎn)氧光合作用

CO2+H20光能/蘭細(xì)菌[CH20]+O2不產(chǎn)氧光合作用

C02+2H2S光能/綠硫菌[CH20]+2S+H20光能異養(yǎng)微生物亦光能有機(jī)營(yíng)養(yǎng)型這類微生物是利用光作為能源，利用簡(jiǎn)單有機(jī)物作為供氫體紅螺細(xì)菌利用異丙醇作為供氫體進(jìn)行光合作用並積累丙酮

CH32 CHOH+CO2色素2CH3COCH3+CH2O+H2O CH3化能自養(yǎng)微生物這類微生物具有氧化一定的無機(jī)物的能力，例如NH4，N02，H2S，F(xiàn)eCO3等。利用氧化無機(jī)物時(shí)產(chǎn)生的能量把CO2合成有機(jī)碳水化合物。這類細(xì)菌有硝化細(xì)菌、氧化硫、硫桿菌、氧化鐵鐵桿菌等 2NH3+2O2亞硝酸細(xì)菌2HNO2+4H++能量

CO2+4H+—[CH2O]+H2O2FeCO3+3H2O+1/2O2鐵細(xì)菌2Fe(OH)2+2CO2+能量

CO2+H2O—[CH2O]+O2化能異養(yǎng)微生物有機(jī)化合物既是它們的碳源也是能源。 它們只能利用澱粉、糖、纖維素、有機(jī)酸、蛋白質(zhì)等有機(jī)化合物作為碳素營(yíng)養(yǎng)。能量也來自這些有機(jī)化合物的氧化所產(chǎn)生的化學(xué)能。這類微生物的種類和數(shù)量都很多，包括大多數(shù)的細(xì)菌、放線菌、幾乎全部的酵母菌和黴菌營(yíng)養(yǎng)類型 能源 氫的供體 基本碳源 微生物

舉例光能無機(jī)營(yíng)養(yǎng)(光能自養(yǎng)型) 光 無機(jī)物 二氧化碳 藍(lán)細(xì)菌 綠硫菌

藻類光能有機(jī)營(yíng)養(yǎng)(光能異養(yǎng)型) 光 有機(jī)物 二氧化碳 紫色非

有機(jī)物 硫細(xì)菌化能無機(jī)營(yíng)養(yǎng)(化能自養(yǎng)型)無機(jī)物 無機(jī)物 二氧化碳 硝化菌

氫細(xì)菌化能有機(jī)營(yíng)養(yǎng)(化能異養(yǎng)型)有機(jī)物 有機(jī)物 有機(jī)物 大多數(shù)第三節(jié) 營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的方式一、吞噬作用二、滲透吸收作用*

1.單純擴(kuò)散

2.促進(jìn)擴(kuò)散

3.主動(dòng)運(yùn)送

4.基團(tuán)移位1.單純擴(kuò)散單純擴(kuò)散又稱被動(dòng)運(yùn)送。是一種物理擴(kuò)散方式，非特異性的由高濃度向低濃度擴(kuò)散?？梢酝ㄟ^的物質(zhì)不多，如水分子、氧分子、乙醇和某些氨基酸分子。2.促進(jìn)擴(kuò)散這種運(yùn)送方式必須借助於膜上底物特異性載體蛋白（滲透酶）的參與。這種載體蛋白運(yùn)送溶質(zhì)是由於其構(gòu)象的改變；該過程不需要能量；也只能把環(huán)境中濃度較高的分子加速擴(kuò)散到細(xì)胞內(nèi)。運(yùn)送的物質(zhì)有磷酸、鈣離子、鈉離子、葡萄糖等，是真核生物的一種普遍的運(yùn)輸機(jī)制。3.主動(dòng)運(yùn)送主動(dòng)運(yùn)送是微生物吸收營(yíng)養(yǎng)的主要機(jī)制。它的特異性載體蛋白在運(yùn)送溶質(zhì)的過程中，需要消耗能量；可逆梯度濃度進(jìn)行運(yùn)送。由主動(dòng)運(yùn)輸?shù)臓I(yíng)養(yǎng)物主要有無機(jī)離子、有機(jī)離子和一些糖類（例如大腸桿菌的乳糖運(yùn)輸）。4.基團(tuán)移位基團(tuán)移位既需特異性載體蛋白又要耗能，而且溶質(zhì)在運(yùn)送前後會(huì)發(fā)生分子結(jié)構(gòu)改變的運(yùn)送方式。基因移位主要用於運(yùn)送葡萄糖、果糖、甘露糖、核昔酸、丁酸和腺嘌呤等物質(zhì)。以葡萄糖為例、每輸入一個(gè)葡萄糖分子，就需要消耗一個(gè)ATP的能量。四種運(yùn)輸方式的比較p109第四節(jié) 培養(yǎng)基*（參閱p111）一、選用和設(shè)計(jì)培養(yǎng)基的原則和方法

1.四個(gè)原則

2.四種方法二、培養(yǎng)基的種類

1.按對(duì)培養(yǎng)基成分的瞭解來分

2.按培養(yǎng)基外觀的物理狀態(tài)來分

3.培養(yǎng)基的功能來分

培養(yǎng)基(medium)

人們?yōu)榱诉M(jìn)行科學(xué)研究、生產(chǎn)微生物製品以及出於其他目的，經(jīng)常要把所需要的微生物在人為提供的生長(zhǎng)條件下進(jìn)行培養(yǎng)。於是根據(jù)微生物的類型以及所需營(yíng)養(yǎng)的不同，為它們配製了各種食物套餐，也就是培養(yǎng)基。一、選用和設(shè)計(jì)培養(yǎng)基1.四個(gè)原則2.四種方法1.幾個(gè)原則根據(jù)不同微生物類型，配製不同的培養(yǎng)基根據(jù)培養(yǎng)微生物目的的不同，在配方上應(yīng)做相應(yīng)的調(diào)整要注意各營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的濃度和配比例如谷氨酸發(fā)酵調(diào)節(jié)適宜的酸鹼度據(jù)不同微生物類型，配製培養(yǎng)基1.分類系統(tǒng)的不同 細(xì)菌、放線菌、黴菌、酵母菌2.微生物營(yíng)養(yǎng)類型不同 自養(yǎng)、異養(yǎng)…據(jù)培養(yǎng)微生物目的不同，適當(dāng)調(diào)整配方1.實(shí)驗(yàn)室普通培養(yǎng)用2.實(shí)驗(yàn)室分析培養(yǎng)用 生理、代謝、遺傳…3.生產(chǎn)用培養(yǎng)基 是否種子培養(yǎng)基？ 產(chǎn)物成分例如生產(chǎn)氨基酸類含氮量高的代謝產(chǎn)物時(shí)，氮源的比例就應(yīng)高些注意各營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的濃度和配比碳氮比(C/N)碳源與氮源的相對(duì)比例例如谷氨酸發(fā)酵C／N比為4／l時(shí)則大量繁殖菌體，若為3／l時(shí)則積累大量的谷氨酸。水自來水、蒸餾水、去離子水調(diào)節(jié)適宜的理化因素1.調(diào)節(jié)適宜的酸鹼度(pH)* pH的內(nèi)源調(diào)節(jié) 利用磷酸緩衝液系統(tǒng) 利用碳酸鈣緩衝作用2.滲透壓、水活度(aw)

等滲溶液、高滲溶液、低滲溶液 水活度微生物可以利用的自由水含量(aw)=溶液蒸汽壓/純水蒸氣壓3.氧化還原電勢(shì)微生物的aw食品的aw2.四種方法設(shè)計(jì)培養(yǎng)基的方法首先模擬自然條件其次查閱相關(guān)文獻(xiàn)第三要科學(xué)設(shè)計(jì)在此基礎(chǔ)上實(shí)驗(yàn)調(diào)整模擬自然條件原理微生物可以生長(zhǎng)繁殖的地方，此處一定具有該微生物生長(zhǎng)的條件。細(xì)菌的肉湯培養(yǎng)基放線菌的土壤培養(yǎng)基黴菌酵母菌查閱相關(guān)文獻(xiàn)1.原始菌株文獻(xiàn)2.原始方法文獻(xiàn)3.近期研究文獻(xiàn)科學(xué)設(shè)計(jì)應(yīng)用培養(yǎng)基設(shè)計(jì)原則試驗(yàn)調(diào)整生長(zhǎng)譜試驗(yàn)二、培養(yǎng)基的種類1.按對(duì)培養(yǎng)基成分的瞭解來分

2.按培養(yǎng)基外觀的物理狀態(tài)來分

3.培養(yǎng)基的功能來分1.按對(duì)培養(yǎng)基成分的瞭解來分天然培養(yǎng)基採(cǎi)用化學(xué)成分還不清楚或化學(xué)成分很不恒定的天然有機(jī)物為原料製成的培養(yǎng)基。天然有機(jī)物是動(dòng)、植物組織等，如牛肉膏、蛋白陳、酵母膏等。合成培養(yǎng)基是用化學(xué)成分完全瞭解的物質(zhì)配製而成的。如高氏一號(hào)合成培養(yǎng)基。半合成培養(yǎng)基

2.按培養(yǎng)基外觀的物理狀態(tài)來分依據(jù)是否加入凝固劑或加人凝固劑的多少分為：固體培養(yǎng)基半固體培養(yǎng)基液體培養(yǎng)基常用的凝固劑是瓊脂，凝固劑不能被微生物利用作為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，僅起一種支持培養(yǎng)基的作用。SIM3.培養(yǎng)基的功能來分根據(jù)使用目的，又可將培養(yǎng)基分為：加富培養(yǎng)基鑒別培養(yǎng)基選擇培養(yǎng)基…選擇培養(yǎng)基在培養(yǎng)基中加入某種化學(xué)物質(zhì)或殺菌劑以抑制不需要的菌種生長(zhǎng)，而促進(jìn)某種目的菌的生長(zhǎng)。加以纖維素為惟一碳源的選擇培養(yǎng)基可以分離到分解纖維素生物。分離放線菌可在培養(yǎng)基中加入l0％的酚液數(shù)滴，可抑制細(xì)菌和黴菌。分離酵母黴菌可在培養(yǎng)基中加入抗菌素如青黴素、鏈黴素以抑制細(xì)菌的生長(zhǎng)。分離G-細(xì)菌加入膽鹽，抑制G+細(xì)菌生長(zhǎng)…鑒別培養(yǎng)基用來區(qū)別不同微生物種類的培養(yǎng)基稱為鑒別培養(yǎng)基鑒別培養(yǎng)基也被用來作分離某種微之用如區(qū)別大腸桿菌和產(chǎn)氣桿菌可採(cǎi)用伊紅甲基藍(lán)培養(yǎng)基(EMB)。在這個(gè)培養(yǎng)基腸桿菌菌落呈黑色帶金屬光澤，產(chǎn)氣桿菌菌落較大，呈棕色。EMB加富培養(yǎng)基在培養(yǎng)基中加入額外的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)以使要的微生物大量增殖如分離石蠟發(fā)酵的酵母菌採(cǎi)用的加富培養(yǎng)基石蠟20gNH4NO33gNaCl0.5gKH2P044g MgSO4·7H201g酵母膏O.5g水1000m1pH5.1—5.4加富培養(yǎng)基的選擇性是相對(duì)的，在這種培養(yǎng)基上生長(zhǎng)的微生物並不是一個(gè)純種，而是營(yíng)求相同的微生物類群。第一節(jié) 微生物的能量代謝

一、ATP的生成（復(fù)習(xí)）

1.光合磷酸化作用

2.氧化磷酸化作用 二、微生物氧化的方式

1.有氧呼吸作用

2.無氧呼吸作用

3.發(fā)酵作用 三、能量的利用一、ATP的生成（復(fù)習(xí)）光合磷酸化作用光合色素為媒介細(xì)菌視紫紅質(zhì)為媒介氧化磷酸化作用基質(zhì)上脫下的電子([H])要通過電子傳遞鏈進(jìn)行傳遞，最終交給電子受體，並且電子在傳遞過程中伴隨ATP生成，這種產(chǎn)生ATP的方式稱為氧化磷酸化。分為電子傳遞水準(zhǔn)磷酸化和底物水準(zhǔn)磷酸化傳統(tǒng)光合磷酸化作用植物與微生物光合作用的差異planthotosynthesisbacterialphotosynthesisorganismsplants,algae,cyanobacteriapurpleandgreenbacteriatypeofchlorophyllchlorophylla

absorbs650-750nmbacteriochlorophyll

absorbs800-1000nmPhotosystemI

(cyclicphotophosphorylation)presentpresentPhotosystemI

(noncyclicphotophosphorylation)presentabsentProducesO2yesnoPhotosyntheticelectrondonorH2OH2S,othersulfurcompoundsorcertainorganiccompounds細(xì)菌視紫紅質(zhì)的光和磷酸化嗜鹽細(xì)菌的細(xì)胞中存在有紫膜，膜中含有一種蛋白質(zhì)，叫做細(xì)菌視紫紅質(zhì)，能吸收太陽光的能量。嗜鹽菌的電鏡照片氧化磷酸化作用生物氧化指細(xì)胞內(nèi)一系列氧化反應(yīng)的總稱。微生物體內(nèi)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)基本上都是氧化還原反應(yīng)。形式、過程、結(jié)果呼吸氧化過程中放出的電子會(huì)通過一系列電子載體最終交給電子受體的生物學(xué)過程。據(jù)其中電子最終受體的性質(zhì)可將呼吸分為好氧呼吸與厭氧呼吸兩種類型。發(fā)酵基質(zhì)在氧化過程中放出的電子是直接交給有機(jī)物的。電子傳遞鏈(又稱呼吸鏈)按載體的氧化還原電位升高的順序排列起的鏈。電子傳遞鏈真、原核生物呼吸鏈的區(qū)別呼吸鏈主要組分:NAD(P)-FP-Fe.S-CoQ-Cyt.b-Cyt.c-Cyt.a-Cyt.a3真核生物原核生物位置線粒體膜細(xì)胞質(zhì)膜載體的取代性比較穩(wěn)定強(qiáng)載體類型穩(wěn)定易變化環(huán)境因素影響小大分支呼吸鏈無普遍有P/O較高低二、微生物氧化的方式*根據(jù)電子的最終受體不同，可將微生物的產(chǎn)能（氧化）方式分為：呼吸無氧呼吸發(fā)酵微生物氧化呼吸作用（p135）1.有氧呼吸作用是大多數(shù)微生物用來產(chǎn)生能量(ATP)的一種方式，以分子氧作為最終電子受體。呼吸鏈真、核生物有所不同。2.無氧呼吸作用亦厭氧呼吸作為最終電子受體的物質(zhì)NO3—，SO42-，或CO2等無機(jī)物。（個(gè)別為延胡索酸等有機(jī)物）有氧呼吸作用基質(zhì)在氧化過程中放出的電子通過一系列電子載體最終交給電子受體(o2)，並且電子在傳遞過程中伴隨ATP生成。這種產(chǎn)生ATP的方式也就是氧化磷酸化。微生物在有氧條件下培養(yǎng)，可以將葡萄糖完全氧化成CO2和H20並產(chǎn)生38個(gè)ATP。在這種有氧呼吸中除糖酵解作用外還有三羧酸迴圈與電子傳遞鏈兩部分化學(xué)反應(yīng)。前者使葡萄糖完全氧化成CO2，後者使脫下的電子交給分子氧生成水並伴隨有ATP生成。有氧呼吸無氧呼吸作用厭氧呼吸以除氧以外的物質(zhì)如硝酸鹽作為最終電子受體。以硝酸鹽作為最終電子受體的生物學(xué)過程通常稱為硝酸鹽呼吸：

NO3-十2H+十2e NO2-十H20反應(yīng)生成的NO2—可以被分泌到胞外，也可以進(jìn)一步被還原成N2，這個(gè)過程稱為反硝化作用。亞硝酸鹽還可以經(jīng)羥胺被還原成氨：

NO2-

還原NH20H還原NH3Electronacceptorsforrespirationandmethanogenesisinprocaryotes

electronacceptorreducedendproductnameofprocessorganismO2H2OaerobicrespirationEscherichia,StreptomycesNO3NO2,NH3orN2denitrificationBacillus,PseudomonasSO4SorH2SsulfatereductionDesulfovibrioFumaratesuccinateanaerobicrespiration

usingane-acceptorEscherichiaCO2CH4methanogenesisMethanococcus3.發(fā)酵作用發(fā)酵(區(qū)別於工業(yè)上的概念)是厭氧微生物在生長(zhǎng)過程中獲得能量的一種主要方式，發(fā)酵過程中氧化不徹底，發(fā)酵的結(jié)果仍積累某些有機(jī)物。大部分能量仍然留在發(fā)酵產(chǎn)物中。(1)乙醇發(fā)酵（酒精發(fā)酵）(2)乳酸發(fā)酵(3)氨基酸發(fā)酵

由葡萄糖開始的各種類型發(fā)酵

類型

微生物乙醇發(fā)酵 釀酒酵母(Saccharomycescerevisiae)

解淀粉歐文氏菌(Erwiniaamylovora)

運(yùn)動(dòng)發(fā)酵單胞菌(Zymomonasmobilis)甘油發(fā)酵 釀酒酵母同形乳酸發(fā)酵 糞腸球菌(Enterococcusfaecalis)異型乳酸發(fā)酵 腸膜狀明串珠菌

雙歧雙歧桿菌(B.bifidum)混合酸發(fā)酵 大腸桿菌(Escherichiacoli)丁二醇發(fā)酵 產(chǎn)氣腸桿菌(Enterobacteraerogenes)丙酮-丁醇發(fā)酵 丙酮-丁醇梭菌(C.acetobutylicum)丁酸發(fā)酵 丁酸梭菌(Clostridiumbutylicum)丙酸發(fā)酵 丙酸細(xì)菌(Propionibacterium)(1)酒精發(fā)酵 p145在酵母菌的乙醇發(fā)酵裏，一個(gè)葡萄糖(通過EMP途徑)最終轉(zhuǎn)變成兩個(gè)乙醇，放出兩個(gè)CO2，同時(shí)淨(jìng)產(chǎn)生兩個(gè)ATP:(S.cerevisiae)C6H12O6+2ADP+2H3PO4 2C2H50H+2ATP+2C02+

H20

巴斯德效應(yīng)在細(xì)菌的乙醇發(fā)酵裏，一個(gè)葡萄糖(通過ED途徑)最終轉(zhuǎn)變成兩個(gè)乙醇，放出兩個(gè)CO2，同時(shí)淨(jìng)產(chǎn)生一個(gè)ATP:(運(yùn)動(dòng)發(fā)酵單孢菌) C6H12O6+ADP+H3PO4 2C2H50H+ATP+2C02+H20異型乳酸(酒精)發(fā)酵：(腸膜明串珠菌)(2)乳酸發(fā)酵將葡萄糖(HMP途徑)分解產(chǎn)生的丙酮酸還原成乳酸的生物學(xué)過程。異型乳酸發(fā)酵發(fā)酵後產(chǎn)生多種產(chǎn)物，包括乳酸、乙醇、CO2等。腸膜明串珠菌、短乳桿菌、發(fā)酵乳桿菌同型乳酸發(fā)酵一分子葡萄糖產(chǎn)生兩分子乳酸的過程德氏乳桿菌、糞鏈球菌發(fā)酵圖例發(fā)酵類型(終產(chǎn)物及其菌株)途徑終產(chǎn)物發(fā)酵類型菌株葡萄糖EMP丙酮酸脫羧乙醛加氫乙醇酵母型酒精-啤酒酵母加氫乳酸同型乳酸-德氏乳桿菌草醯乙酸琥珀酸脫羧丙酸丙酸發(fā)酵丙酸桿菌乙醯CoA乙酸、乙醇乙醯乳酸氧化脫羧2,3丁二醇產(chǎn)氣腸桿菌乙醯CoA乙酸丁酸型發(fā)酵丁酸羧菌丁醇羧菌丙酮丁醇羧菌乙醯乙醯CoA氧化丁醇脫羧丙酮HMP5-磷酸木酮糖乙醇乳酸異型乳酸發(fā)酵腸膜明串珠菌發(fā)酵乳桿菌ED丙酮酸乙醇細(xì)菌酒精-運(yùn)動(dòng)發(fā)酵單胞菌(3)氨基酸發(fā)酵亦Stickland以一種氨基酸作為氫供體，另一種氨基酸作為氫受體的發(fā)酵類型。氨基酸作為碳源、氮源和能源。少數(shù)厭氧梭菌可以利用一些氨基酸， 例如：生孢梭菌、肉毒梭菌、斯氏梭菌等

(供體：丙氨酸等；受體：甘氨酸等)三、能量的利用生物合成：能量利用的主要方面。1mol的ATP約合成10.5g的幹物質(zhì)。其他生命活動(dòng)生物發(fā)光 例如：轉(zhuǎn)移發(fā)光基因，提高觀賞性產(chǎn)生生物熱第二節(jié)

微生物的分解代謝

一、碳水化合物的分解

1.單糖的降解（EMP、HMP、ED）*

2.丙酮酸的降解 ①有氧代謝—三羧酸迴圈 ②無氧代謝—酒精發(fā)酵、乳酸發(fā)酵(見前)

二、蛋白質(zhì)的代謝(腐敗、腐化) 1.脫氨作用 2.脫羧作用 三、脂肪的代謝一、碳水化合物的分解碳水化合物的微生物降解能力1.單糖的降解 以葡萄糖為例，分析底物降解的三條途徑（EMP、HMP、ED）2.丙酮酸的降解①有氧代謝—三羧酸迴圈②無氧代謝—酒精發(fā)酵、乳酸發(fā)酵碳水化合物的微生物降解能力多糖首先由胞外酶水解。最終都能生成單糖。纖維素是植物細(xì)胞壁的重要成分，它可以被許多真菌以及放線菌與細(xì)菌中的—些種分解與利用。澱粉以澱粉作為生長(zhǎng)碳源與能源的微生物中，它們能利用自身的澱粉酶，將其水解成雙糖與單糖，再被微生物吸收。果膠、幾丁質(zhì)、木質(zhì)素等等1.單糖的降解六碳糖中，葡萄糖和果糖是異養(yǎng)生物的主要碳源和能源。葡萄糖降解為丙酮酸的途徑在微生物中比較普通。EMP途徑HMP途徑ED途徑EMP途徑(己糖二磷酸途徑)亦糖酵解生物界共有的途徑有氧的條件下與TCA相連，厭氧條件下發(fā)酵。葡萄糖形成6-磷酸葡萄糖時(shí)好氧的酵母菌、真菌和一些假單孢菌中(?)兼性厭氧菌中(基團(tuán)轉(zhuǎn)運(yùn)方式)C6H12O6

+

2NAD

+

2Pi

CH3COCOOH

+

2NADH

+

2[H]

+

2ATP

+

2H2OHMP途徑也叫做戊糖磷酸途徑、己糖一磷酸途徑、WD途徑、磷酸葡萄糖酸途徑特點(diǎn)大量還原力和多種重要中間代謝產(chǎn)物意義提供戊糖、赤蘚糖以及C3-C7的各類糖提供NADPH2

HMP路徑ED途徑亦稱為2酮3去氧6磷酸葡萄糖酸裂解途徑、KDPG途徑特點(diǎn)少數(shù)菌株的EMP替代途徑葡萄糖快速代謝成為丙酮酸產(chǎn)能效率低意義ED途徑圖示微生物不同途徑的產(chǎn)物PathwayKeyenzymeEthanolLactateCO2ATPEmbden-Meyerhof

Saccharomycesfructose1,6diPaldolase2022Embden-Meyerhof

Lactobacillusfructose1,6diPaldolase0202Heterolactic

Streptococcusphosphoketolase1111Entner-Doudoroff

ZymomonasKDPGaldolase2021微生物單糖降解途徑比較BacteriumEMPHMPEDAcetobacteraceti-+-Agrobacteriumtumefaciens--+Azotobactervinelandii--+Bacillussubtilismajorminor-Escherichiacolimajorminor-Lactobacillusacidophilus+--Leuconostocmesenteroides-+-Pseudomonasaeruginosa-minormajorVibriocholeraeminor-majorZymomonasmobilis--+①有氧代謝—三羧酸迴圈②無氧代謝—酒精發(fā)酵、乳酸發(fā)酵…2.丙酮酸的降解三羧酸迴圈TCA、Krebs迴圈檸檬酸迴圈產(chǎn)能產(chǎn)代謝物

(生物代謝的中樞地位)TCA無氧代謝丙酮酸的無氧代謝——生成乳酸、乙醇其他物質(zhì)的新陳代謝(復(fù)習(xí))二、蛋白質(zhì)的代謝(腐敗、腐化) 1.脫氨作用 2.脫羧作用三、脂肪的代謝脂肪的分解脂肪的合成蛋白質(zhì)的代謝分解代謝蛋白質(zhì)有氧條件下，分解為二氧化碳、氫和氨無氧條件下，不完全分解，形成氨基酸，有機(jī)酸。合成代謝氨素營(yíng)養(yǎng)與有機(jī)酸化合成氨基酸，形成多肽，再形成蛋白質(zhì)。第三節(jié)

微生物的合成代謝一、碳水化合物的合成*二、脂類物質(zhì)的合成(復(fù)習(xí))三、蛋白質(zhì)的合成(復(fù)習(xí))四、核苷酸和核酸的合成(復(fù)習(xí))五、次生代謝產(chǎn)物的合成一、碳水化合物的合成CO2的固定*自養(yǎng)型微生物CO2的固定磷酸核酮糖環(huán)(Calvin迴圈)乙醯輔酶A環(huán)還原型TCA環(huán)

多糖的合成Calvin迴圈概述亦磷酸核酮糖環(huán)、核酮糖二磷酸迴圈、CB迴圈光能自氧微生物(蘭細(xì)菌和大部分光和細(xì)菌)和全部好氧性化能自氧微生物固定CO2的主要途徑關(guān)鍵酶：磷酸核酮糖激酶和核酮糖羧化酶Calvin迴圈1.羧化反應(yīng)2.還原反應(yīng)3.受體再生乙醯輔酶A環(huán)

（anaerobicacetyl-CoApathway）嚴(yán)格厭氧菌，化能自養(yǎng)型菌株例如：產(chǎn)甲烷細(xì)菌、硫酸鹽還原菌、產(chǎn)乙 酸菌等還原型TCA環(huán)少數(shù)光和細(xì)菌中，例如嗜硫代硫酸鹽綠菌琥珀醯輔酶A通過還原性羧化作用固定二氧化碳在a-酮戊二酸中多糖的合成(復(fù)習(xí))核苷酸和核酸的合成次生代謝產(chǎn)物的合成次生代謝產(chǎn)物色素激素毒素抗生素生物鹼分解與合成代謝的聯(lián)繫(自學(xué))一、兼用代謝途徑

EMP、HMP、TCA…二、代謝回補(bǔ)途徑草醯乙酸的回補(bǔ)途徑磷酸稀醇式丙酮酸的回補(bǔ)途徑聯(lián)繫圖示第四節(jié)微生物的代謝調(diào)控

與發(fā)酵生產(chǎn)一、酶活性的調(diào)節(jié)(復(fù)習(xí))1.回饋抑制的類型

2.回饋抑制的機(jī)制二、酶合成的調(diào)節(jié)(復(fù)習(xí))1.酶合成調(diào)節(jié)的類型

2.酶合成調(diào)節(jié)的機(jī)制三、代謝調(diào)控在發(fā)酵工業(yè)中的應(yīng)用

1.應(yīng)用營(yíng)養(yǎng)缺陷型菌株以解除正常的回饋調(diào)節(jié)

2.應(yīng)用抗回饋調(diào)節(jié)的突變株解除回饋調(diào)節(jié)

3.控制細(xì)胞膜的滲透性復(fù)習(xí)微生物的代謝調(diào)節(jié)能力要優(yōu)於高等生物基本概念：組成酶(constitutiveenzyme)誘導(dǎo)酶(inducedenzyme)酶活性的調(diào)節(jié)(分子水準(zhǔn))回饋抑制酶合成的調(diào)節(jié)(基因水準(zhǔn))乳糖操縱子學(xué)說三、代謝調(diào)控在發(fā)酵中的應(yīng)用控制微生物的代謝調(diào)節(jié)機(jī)制，以積累所需的代謝產(chǎn)物1.應(yīng)用營(yíng)養(yǎng)缺陷型菌株以解除正常的回饋調(diào)節(jié)2.應(yīng)用抗回饋調(diào)節(jié)的突變株解除回饋調(diào)節(jié)3.控制細(xì)胞膜的滲透性營(yíng)養(yǎng)缺陷型菌株的應(yīng)用利用谷氨酸缺陷型賴氨酸的合成肌苷酸的合成抗回饋調(diào)節(jié)的應(yīng)用

控制細(xì)胞膜的滲透性解除濃度積累，解除了高濃度物質(zhì)的回饋抑制1.生理學(xué)手段控制膜的滲透性 青黴素2.細(xì)胞膜缺損突變補(bǔ)充內(nèi)容微生物獨(dú)特合成代謝生物固氮肽聚糖合成生物固氮生物固氮：分子氮在固氮微生物固氮酶的催化下生成氨的過程。固氮微生物種類(原核生物，50個(gè)屬)自生固氮菌共生固氮菌聯(lián)合固氮菌固氮的生化機(jī)制好氧性固氮菌固氮酶的抗氧機(jī)制固氮微生物種類自生固氮菌光能自養(yǎng)：蘭細(xì)菌光能異養(yǎng)：紅螺菌屬化能自養(yǎng)：氧化亞鐵硫桿菌化能異養(yǎng)：巴氏芽孢梭菌(厭氧)

固氮菌屬(好氣)共生固氮菌