微生物與健康專家講座

微生物與健康姜秀萍xpjiang@rikken@163.com生化樓213室Tel:84707245微生物與健康專家講座第1頁課堂測驗(yàn)1.細(xì)菌基本結(jié)構(gòu)包含哪些?2.病毒復(fù)制周期分哪幾個(gè)步驟？微生物與健康專家講座第2頁微生物（Microorganism

）:是存在于自然界一群體形微小，結(jié)構(gòu)簡單，肉眼直接看不見，必須借助顯微鏡放大（幾百倍~幾萬倍）才能看到微小生物。種類：第一章微生物學(xué)基礎(chǔ)(3)真核細(xì)胞型微生物:單細(xì)胞或多細(xì)胞

真菌(fungus)、原生動物、顯微藻類。(1)非細(xì)胞型微生物：最小一類微生物。

病毒、類病毒、朊病毒(2)原核細(xì)胞型微生物：單細(xì)胞生物。真細(xì)菌和古生菌。真細(xì)菌：細(xì)菌、防線菌、螺旋體、支原體、立克次體和衣原體等。微生物與健康專家講座第3頁1969年，Whittaker提出了含有細(xì)胞結(jié)構(gòu)五界生物分類系統(tǒng)：原核生物界

(細(xì)菌、放線菌、藍(lán)藻等)；真核原生生物界

(藻類、原生動物等)；真菌界(酵母菌、霉菌等)；植物界；動物界。

1977年，woese提出了含有細(xì)胞結(jié)構(gòu)三域（界）分類系統(tǒng)：細(xì)菌(Bacteria)、古生菌(Archaea)、真核生物（Eukarya）。生物分類系統(tǒng)微生物形態(tài)與分類微生物與健康專家講座第4頁微生物分類微生物具細(xì)胞結(jié)構(gòu)無細(xì)胞結(jié)構(gòu)：病毒原核微生物：細(xì)菌、放線菌、藍(lán)細(xì)菌真核微生物真菌（酵母菌、霉菌）單細(xì)胞藻類，原生動物原核生物界真核界原生生物界微生物與健康專家講座第5頁（1）.非細(xì)胞型微生物：病毒(?!)

是一個(gè)體積微小，結(jié)構(gòu)簡單，只含有一個(gè)核酸（DNA或RNA），以復(fù)制方式繁殖、嚴(yán)格活細(xì)胞內(nèi)寄生非細(xì)胞型微生物。主要特點(diǎn)非細(xì)胞型微生物。體積微?。╪m），能經(jīng)過除菌濾器，需要借助電子顯微鏡才能觀察到。遺傳物質(zhì)只含一個(gè)核酸（DNA或RNA）。嚴(yán)格活細(xì)胞內(nèi)寄生，依靠細(xì)胞提供能量、原料物質(zhì)以及大分子合成機(jī)制才能完成病毒生命活動。以復(fù)制方式進(jìn)行繁殖(增殖)。對慣用抗生素不敏感，但對干擾素敏感。微生物與健康專家講座第6頁在自然界中存在方式：病毒基因形式:細(xì)胞內(nèi),以分子狀態(tài)存在。病毒體(virion）:完整、成熟病毒顆粒,是細(xì)胞外結(jié)構(gòu)形式，含有經(jīng)典形態(tài)結(jié)構(gòu)，并有感染性。病毒宿主范圍感染全部生物細(xì)胞。含有宿主特異性。據(jù)感染宿主將病毒分為動物病毒。植物病毒。噬菌體。在自然界中存在方式：病毒基因形式:細(xì)胞內(nèi),以分子狀態(tài)存在。病毒體(virion）:完整、成熟病毒顆粒,是細(xì)胞外結(jié)構(gòu)形式，含有經(jīng)典形態(tài)結(jié)構(gòu)，并有感染性。病毒宿主范圍感染全部生物細(xì)胞。含有宿主特異性。據(jù)感染宿主將病毒分為動物病毒。植物病毒。冠狀病毒噬菌體。冠狀微生物與健康專家講座第7頁病毒大小與形態(tài)大?。褐睆?20～300nm電鏡下觀察

1.葡萄球菌2.立克次體3.衣原體4.痘病毒5.大腸埃希菌噬菌體6.流感病毒7.腺病毒8.乙腦病毒9.脊髓灰質(zhì)炎病毒微生物大小比較

微生物與健康專家講座第8頁A.脊髓灰質(zhì)炎病毒B.猴多瘤病毒40C.水皰性口炎病毒D.流感病毒E.腺病毒F.埃博拉病毒形態(tài)：球形桿狀子彈狀磚塊狀蝌蚪狀幾個(gè)病毒電鏡圖微生物與健康專家講座第9頁此圖像顯示皰疹病毒3維立體高清圖科學(xué)家首次用X射線拍下病毒高清圖像微生物與健康專家講座第10頁病毒結(jié)構(gòu)模式圖病毒結(jié)構(gòu)裸病毒（核衣殼nuleocapsid）關(guān)鍵(core)—核酸(DNA/RNA)衣殼(capsid)—蛋白質(zhì)殼粒(capsomere)包膜病毒核衣殼(nuleocapsid)包膜(envelope):脂質(zhì)雙層（宿主細(xì)胞）刺突(spike)

微生物與健康專家講座第11頁乙肝病毒結(jié)構(gòu)微生物與健康專家講座第12頁病毒關(guān)鍵核酸dsDNAssDNAdsRNAssRNA功效主導(dǎo)病毒復(fù)制決定病毒特征含有感染性微生物與健康專家講座第13頁病毒衣殼—蛋白質(zhì)功效：保護(hù)核酸吸附免疫原性殼粒排列：20面體對稱型螺旋對稱復(fù)合對稱型

20面體對稱型(腺病毒)螺旋對稱型(煙草花葉病毒)復(fù)合對稱型

(噬菌體)微生物與健康專家講座第14頁概念：病毒在成熟后穿過宿主細(xì)胞，出芽釋放時(shí)取得一層膜，含有宿主細(xì)胞膜/核膜及病毒蛋白。組成：脂質(zhì)和糖類（宿主）、蛋白質(zhì)（病毒）。功效：包膜組成病毒表面抗原，可誘發(fā)機(jī)體免疫應(yīng)答；包膜與病毒入侵細(xì)胞和感染性相關(guān)；包膜含有保護(hù)核衣殼作用；包膜對干燥、熱、酸和脂溶劑敏感。

病毒包膜微生物與健康專家講座第15頁穿入吸附生物合成裝配釋放乙肝病毒繁殖病毒復(fù)制周期一個(gè)感染性病毒顆粒從進(jìn)入宿主細(xì)胞開始到最終產(chǎn)生許多子代病毒并釋放過程稱為病毒復(fù)制周期。分5個(gè)步驟：吸附穿入脫殼生物合成組裝、成熟與釋放脫殼微生物與健康專家講座第16頁細(xì)菌大小和形態(tài)大?。何⒚?μm)細(xì)菌形態(tài)與排列：球菌coccus；桿菌bacillus；螺形菌spiralbacterium(2).原核細(xì)胞型微生物細(xì)菌：人們通常所說即為狹義細(xì)菌，狹義細(xì)菌為原核微生物一類，是一類形狀細(xì)短，結(jié)構(gòu)簡單，多以二分裂方式進(jìn)行繁殖原核生物，是在自然界分布最廣、個(gè)體數(shù)量最多有機(jī)體，是大自然物質(zhì)循環(huán)主要參加者。微生物與健康專家講座第17頁球菌（coccus）微生物與健康專家講座第18頁桿菌（bacillus）微生物與健康專家講座第19頁螺形菌（spiralbacterium）弧菌螺菌螺桿菌微生物與健康專家講座第20頁模式圖顯微圖片單球菌雙球菌鏈球菌四聯(lián)球菌八疊球菌葡萄球菌微生物與健康專家講座第21頁肺炎鏈球菌腦膜炎奈瑟菌球菌顯微照片微生物與健康專家講座第22頁大腸桿菌電鏡照片霍亂弧菌微生物與健康專家講座第23頁細(xì)菌結(jié)構(gòu)細(xì)菌基本結(jié)構(gòu):細(xì)胞壁、細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、核質(zhì)。細(xì)菌特殊結(jié)構(gòu):莢膜、鞭毛、菌毛、芽胞。微生物與健康專家講座第24頁革蘭陽性菌（G+）革蘭陰性菌（G-）革蘭氏染色兩類細(xì)菌細(xì)胞壁共同組分為肽聚糖，但各有其特殊組分。

涂片風(fēng)干固定結(jié)晶紫碘液95%乙醇番紅1min1min脫色革蘭氏染色法（GramStain）細(xì)菌學(xué)中廣泛使用一個(gè)判別染色法，1884年由丹麥醫(yī)師Gram創(chuàng)建。微生物與健康專家講座第25頁G+

菌與G-

菌細(xì)胞壁比較細(xì)胞壁 革蘭陽性菌(G+)

革蘭陰性菌(G-）強(qiáng)度 較堅(jiān)韌 較疏松厚度 20～80nm 10～15nm肽聚糖層數(shù) 可多達(dá)50層 1～2層肽聚糖含量 50%～80%5%～10%磷壁酸 有 無外膜 無 有微生物與健康專家講座第26頁G+

菌與G-

菌差異及與細(xì)胞壁關(guān)系項(xiàng)目革蘭陽性菌(G+)革蘭陰性菌(G-)

細(xì)胞壁關(guān)系

染色性 紫色

紅色細(xì)胞壁對酒精通透性抗原性主要為磷壁酸主要為外膜 細(xì)胞壁化學(xué)組成不一樣毒性 無內(nèi)毒素 有內(nèi)毒素內(nèi)毒素為陰性菌細(xì)胞壁成份對青霉素作用有效

無效作用部位為肽聚糖五肽交聯(lián)橋?qū)θ芫缸饔?有效

無效 作用部位為肽聚糖聚糖骨架微生物與健康專家講座第27頁大腸桿菌(G-）金黃色葡萄球菌（G+）革蘭氏染色微生物與健康專家講座第28頁常見革蘭氏陽性菌有：葡萄球菌、鏈球菌、肺炎雙球菌、炭疽桿菌、白喉?xiàng)U菌、破傷風(fēng)桿菌等；常見革蘭氏陰性菌有:痢疾桿菌、傷寒桿菌、大腸桿菌、變形桿菌、綠膿桿菌、百日咳桿菌、霍亂弧菌及腦膜炎雙球菌等。在治療上，大多數(shù)革蘭氏陽性菌都對青霉素敏感；而革蘭氏陰性菌則對青霉素不敏感，而對鏈霉素、氯霉素等敏感。所以首先區(qū)分病原菌是革蘭氏陽性菌還是陰性菌，在選擇抗生素方面意義重大。主要革蘭氏陽性菌和陰性菌微生物與健康專家講座第29頁立克次氏體(Rickttsia)

介于細(xì)菌和病毒之間細(xì)胞結(jié)構(gòu)和細(xì)菌相同，有細(xì)胞壁（革蘭氏陰性）二等分裂方式繁殖專性真核細(xì)胞內(nèi)寄生（宿主：虱、螨、蜱、蚤等）有致?。毫餍行园哒顐ㄐ枰裙?jié)肢動物為媒介傳染）對熱、光照、干燥、及化學(xué)藥劑抵抗力差，60℃30min即可殺死，100℃很快死亡，對普通消毒劑，氯霉素、紅霉素、青霉素等抗生素敏感。美國醫(yī)生H.T.Richetts(1871-1910)

微生物與健康專家講座第30頁支原體（mycoplasma)

一個(gè)簡單原核細(xì)胞大小介于細(xì)菌和病毒之間為當(dāng)前發(fā)覺最小最簡單細(xì)胞有細(xì)胞膜，沒有細(xì)胞壁主要以二等分裂方式繁殖肺炎支原體（末端結(jié)構(gòu)），粘附于呼吸道粘膜上皮細(xì)胞表面，與致病性相關(guān)。微生物與健康專家講座第31頁衣原體(Chlamydia)原核生物，含有細(xì)胞壁二分裂方式繁殖嚴(yán)格細(xì)胞內(nèi)寄生，缺乏合成生物能量起源ATP酶廣泛寄生于人類、鳥類及哺乳動物不需媒介直接浸染哺乳動物：沙眼衣原體，肉芽腫衣原體耐冷不耐熱、衣原體耐冷不耐熱，56~60℃僅存活5~10min，在-70℃可保留多年。0.1%甲醛液、0.5%石碳酸30min可殺死。75%酒精0.5min可殺死。對四環(huán)素、紅霉素、螺旋霉素、利副平及強(qiáng)力霉素均很敏感。

微生物與健康專家講座第32頁

放線菌(actinomyces)：在形態(tài)上分化為菌絲和孢子是屬于一類含有分支狀菌絲體細(xì)菌，革蘭氏陽性（近代分子生物學(xué)伎倆研究表明）對溶菌酶和抗生素敏感在自然界分布廣泛與人類生產(chǎn)和生活關(guān)系極為親密

抗生素70%是各種放線菌產(chǎn)生

各種酶制劑（蛋白酶、淀粉酶和纖維素酶等）放線菌只是形態(tài)上分類，不是生物學(xué)分類一個(gè)名詞。有些細(xì)菌和病毒都能夠歸到放線菌。微生物與健康專家講座第33頁放線菌和細(xì)菌比較同為單細(xì)胞，菌絲比真菌細(xì)，其直徑與細(xì)菌靠近同屬原核生物（細(xì)胞核無核膜、核仁和真正染色體）細(xì)胞壁含胞壁酸二氨基庚二酸、不含幾丁質(zhì)，纖維素，革蘭氏染色陽性對環(huán)境pH要求與細(xì)菌相近，近中性或微偏堿，不一樣于真菌（偏酸性）反抗生素反應(yīng)與細(xì)菌相近，凡能抑制細(xì)菌抗生素也能抑制放線菌；抑制真菌抗生素對放線菌無抑制作用。放線菌介于細(xì)菌和真菌之間，更靠近細(xì)菌，有些人將其歸為細(xì)菌。微生物與健康專家講座第34頁基內(nèi)菌絲（Substratemycelium)：又稱營養(yǎng)菌絲，吸收營養(yǎng)，排泄廢物。氣生菌絲（Aerialmycelium)：基內(nèi)菌絲長到一定時(shí)期，長出培養(yǎng)基外，伸向空間菌絲。孢子絲(Reproductivemycelium)：氣生菌絲生長發(fā)育到一定階段，氣生菌絲上分化出可形成孢子菌絲。孢子形狀及在氣生菌絲上排列方式隨種而異。

放線菌形態(tài)和結(jié)構(gòu)

主要由菌絲和孢子兩部分結(jié)構(gòu)組成（鏈霉菌為例）微生物與健康專家講座第35頁放線菌形態(tài)結(jié)構(gòu)（模式圖）氣生菌絲孢子絲分生孢子基內(nèi)菌絲固體基質(zhì)微生物與健康專家講座第36頁放線菌菌落形態(tài)菌落形態(tài)中，大小、形狀、光澤、顏色、硬度、透明度、光滑度等特征。這些特征由組成菌落細(xì)胞結(jié)構(gòu)、生長行為及理化原因決定。微生物與健康專家講座第37頁放線菌顯微形態(tài)微生物與健康專家講座第38頁放線菌代表屬鏈霉菌(Streptomyces)，最高等放線菌。共1000各種，90％抗生素由該屬產(chǎn)生，慣用包含鏈霉素、土霉素、博萊霉素、卡那霉素、井崗霉素等等。諾卡氏菌（Nocardia),100多個(gè)種，產(chǎn)生30各種抗生素，如利福霉素。放線菌屬（Actinomyces)，多數(shù)是致病菌。小單孢菌屬（Micromonospora)。游動放線菌（Actinoplanes)微生物與健康專家講座第39頁

(3).真核細(xì)胞型微生物

真菌：通常分為三大類：霉菌、酵母菌、蕈菌（大型真菌）。也稱絲狀菌，指生長在營養(yǎng)基質(zhì)上形成絨毛狀，蜘蛛網(wǎng)狀或絮狀菌絲體真菌。常見有根霉、毛霉、曲霉和青霉等。生產(chǎn)工業(yè)原料(檸檬酸)，進(jìn)行食品加工(釀造醬油等)，制造抗菌素(如青霉素、灰黃霉素)和生產(chǎn)農(nóng)藥(如“920”、白僵菌)等。但也能引發(fā)工業(yè)原料和產(chǎn)品以及農(nóng)林產(chǎn)品發(fā)霉變質(zhì)。另有一小部分霉菌可引發(fā)人與動植物病害，如頭癬、腳癬及番薯腐爛病等。

（1）霉菌微生物與健康專家講座第40頁青霉曲霉毛霉主要霉菌菌落照片微生物與健康專家講座第41頁主要霉菌電鏡照片青霉曲霉毛霉微生物與健康專家講座第42頁酵母菌是一群單細(xì)胞真菌體呈圓形、卵形或橢圓形，內(nèi)有細(xì)胞核、液泡和顆粒體物質(zhì)通常以出芽繁殖；有能進(jìn)行二等分分裂廣泛分布于自然界，尤其在葡萄及其它各種果品和蔬菜上更多。是主要發(fā)酵素，能分解碳水化合物產(chǎn)生酒精和二氧化碳等生產(chǎn)上慣用有面包酵母、飼料酵母、酒精酵母和葡萄酒酵母等。有些能合成纖維素供醫(yī)藥使用，也有用于石油發(fā)酵（啤酒酵母、紅區(qū)霉素）少數(shù)引發(fā)疾病和動植物病害，如白色假絲酵母等。微生物與健康專家講座第43頁個(gè)體形態(tài)與大小單個(gè)酵母是無鞭毛、不運(yùn)動單細(xì)胞；個(gè)體形態(tài)常在20℃，24hr培養(yǎng)后觀察；有球形（球酵母）,卵球形（啤酒酵母），橢球形（葡萄酒酵母），臘腸形（巴斯德酵母），絲狀（假絲酵母），檸檬形（漢遜氏酵母）；大小在1-5×5-30μm；受菌齡、理化原因影響較大。微生物與健康專家講座第44頁菌落形態(tài)菌落普通是光滑，表面濕潤、粘稠，與培養(yǎng)基結(jié)合不牢，易被挑起；與細(xì)菌菌落相同，但大而且厚；菌落多呈白色或乳白色，培養(yǎng)時(shí)間長，顏色變暗，少數(shù)呈紅色。菌落特征用于分類（包含液體培養(yǎng)特征）。釀酒酵母假絲酵母

微生物與健康專家講座第45頁主要酵母菌電鏡照片釀酒酵母Saccaharomycescerevisiae假絲酵母Candidaalbican

微生物與健康專家講座第46頁

蕈菌（大型真菌）Mushroom菌絲生長到一定階段，形成肉眼可見子實(shí)體。微生物與健康專家講座第47頁相傳1945年8月廣島原子彈攻擊后，唯一存活植物只有松茸，當(dāng)前全世界都不能人工培植。它長在寒溫帶海拔3500米以上高山林地。研究證實(shí)，松茸富含蛋白質(zhì)，各種氨基酸，不飽和脂肪酸，核酸衍生物，肽類物質(zhì)等稀有元素。松茸秋季8月上旬到10月中旬采集、食用。有尤其濃香，口感如鮑魚，極潤滑爽口。日本人習(xí)慣于秋季食用松茸料理，食之含有強(qiáng)精補(bǔ)腎，健腦益智和抗癌等作用。剛采下來，用松枝火烤食，有來自深山松樹林味，

生長松茸地方需要具備三個(gè)基本條件，即美人松、大理香花、沙壤土，采集較困難，產(chǎn)地老百姓夜間打手電上山，采下后應(yīng)用冰袋降溫，普通只可保鮮三天，所以寶貴。

菌中之王-松茸天然真菌類植物微生物與健康專家講座第48頁微生物與健康專家講座第49頁菌臨天下最貴食材松露（Truffle）天然真菌類植物被譽(yù)為“世界珍味之王”松露價(jià)格貴如黃金，是全球高檔酒店、餐廳內(nèi)大廚們每年翹首以盼上乘食材。松露獨(dú)特氣味完全找不到第二種食材能夠取代，至今尚無法以人工種植，而且必須靠對松露味覺有奇特感應(yīng)母豬和嗅覺靈敏狗犬才能挖掘到。如今黑松露1千克價(jià)值4000歐元，甚至曾經(jīng)拍賣過上萬天價(jià)。微生物與健康專家講座第50頁一塊重達(dá)1．5千克半個(gè)世紀(jì)以來發(fā)覺最大意大利白松露菌在中國澳門拍賣。澳門著名人士何鴻燊以33萬美元競得這塊稀世珍品

松露在全世界都有出產(chǎn)，品種多達(dá)數(shù)十個(gè)，主要產(chǎn)區(qū)有法國、意大利、西班牙、克羅地亞等國，其中以法國產(chǎn)“黑色鉆石”黑松露和意大利產(chǎn)“白色黃金”白松露品質(zhì)最為高檔，微生物與健康專家講座第51頁

指除苔蘚植物和維管束植物以外，基本上有葉綠素，可進(jìn)行光合作用，并伴隨放出氧氣一大類真核生物。大多屬于只有經(jīng)過顯微鏡才能觀察到個(gè)體形態(tài)微生物，有較大，如海藻，共分8門，廣發(fā)存在于自然界各種水體。大小、形態(tài)差異較大，尤其是近海很多藻類其分類還沒有完成。藻類（Algae）廣泛商業(yè)用途。藻類制品包含由70各種紅藻制成瓊脂糖類(如瓊脂)。瓊脂用於魚罐頭制造、烹制魚包裝、織物上漿及膠片和高級黏合劑制造，又可用於湯、調(diào)味汁、果凍、糕餅糖霜等中。微生物與健康專家講座第52頁

是一類缺乏真正細(xì)胞壁，細(xì)胞通常無色，含有運(yùn)動能力，并進(jìn)行吞噬營養(yǎng)單細(xì)胞真核生物。個(gè)體微小，通常需顯微鏡下觀察，在自然界水體中大量存在，通常與動植物在不一樣水平上形成共生體；五界分類系統(tǒng)中有四綱，鞭毛蟲綱、孢子蟲綱、纖毛蟲綱和肉足蟲綱。

直接或間接地與人類有著親密關(guān)系。有對人類有益，有有害。比如：草履蟲能吞食細(xì)菌，凈化污水；太陽蟲、鐘蟲能夠做魚餌料；痢原蟲、痢疾內(nèi)變形蟲會是人得痢疾等。

原生動物（Prokaryote）微生物與健康專家講座第53頁孢子蟲纖毛蟲鞭毛蟲肉足蟲原生動物（Prokaryote）微生物與健康專家講座第54頁

微生物學(xué)是研究微生物在一定條件下形態(tài)結(jié)構(gòu)，生理生化特征，遺傳變異以及進(jìn)化、分類、生態(tài)等生命活動規(guī)律及其應(yīng)用一門學(xué)科。研究微生物基本問題：微生物分類學(xué)、生理學(xué)、生態(tài)學(xué)、遺傳學(xué)、分子微生物學(xué)、細(xì)胞微生物學(xué)等。微生物學(xué)研究內(nèi)容微生物與健康專家講座第55頁

微生物學(xué)分支學(xué)科微生物與健康專家講座第56頁①防病防害；毀滅病原微生物是微生物學(xué)首要任務(wù)。傳染病發(fā)生、傳輸、預(yù)防和治療，是醫(yī)學(xué)微生物學(xué)主要任務(wù)。②利用微生物，發(fā)掘微生物資源；③探討生命本質(zhì)、生物活動規(guī)律、生物起源與進(jìn)化。微生物學(xué)任務(wù)微生物與健康專家講座第57頁1.微生物基因組學(xué)研究將全方面展開2.微生物生態(tài)學(xué)將在基因組學(xué)基礎(chǔ)上取得長足發(fā)展3.微生物生命現(xiàn)象特異性和共性研究將愈加受到重視4.新學(xué)科將廣泛建立5.微生物產(chǎn)業(yè)將展現(xiàn)全新局面年6月我國利用衛(wèi)星回收搭載微生物培養(yǎng)微生物學(xué)展望微生物與健康專家講座第58頁

本章目錄：

一、微生物營養(yǎng)需求

二、微生物營養(yǎng)類型

第二章.微生物營養(yǎng)微生物與健康專家講座第59頁

微生物營養(yǎng)物質(zhì)有六大類要素：水、碳源、氮源、無機(jī)鹽、生長因子和能源。

微生物需要營養(yǎng)物質(zhì)：營養(yǎng)物質(zhì)應(yīng)滿足微生物生長、繁殖和完成各種生理活動需要。它們作用可概括為形成結(jié)構(gòu)（參加細(xì)胞組成）、提供能量和調(diào)整作用（組成酶活性和物質(zhì)運(yùn)輸系統(tǒng)）。能源是提供微生物生命活動所需能量物質(zhì)（光能、化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生能量）

一.微生物營養(yǎng)需求微生物與健康專家講座第60頁1、水（微生物細(xì)胞含水約占細(xì)胞鮮重70－90％）

功效：（1）是細(xì)胞中生化反應(yīng)良好介質(zhì)；營養(yǎng)物質(zhì)和代謝產(chǎn)物都必須溶解在水里，才能被吸收或排出體（細(xì)胞）外。（2）水比熱高能有效吸收代謝過程中放出熱量，不致使細(xì)胞溫度驟然上升。（3）維持細(xì)胞膨壓（控制細(xì)胞形態(tài)）。

（4）水在細(xì)胞中有兩種存在形式：結(jié)合水和游離水。結(jié)合水與溶質(zhì)或其它分子結(jié)合在一起，極難加以利用。游離水（或稱為非結(jié)合水）則能夠被微生物利用。

微生物與健康專家講座第61頁

種類：（1）無機(jī)C源：CO2、碳酸鹽，只能被自養(yǎng)微生物利用。（2）有機(jī)C源：各種糖類，其次是有機(jī)酸、醇類脂類和烴類化合物。大多數(shù)微生物是異養(yǎng)型，以有機(jī)化合物為碳源2、碳源

（碳在細(xì)胞干物質(zhì)中約占50%）微生物對碳需求最大。凡是作為微生物細(xì)胞結(jié)構(gòu)或代謝產(chǎn)物中碳架起源營養(yǎng)物質(zhì)，稱為碳源。功效：（1）C素組成細(xì)胞及代謝產(chǎn)物骨架；（2）C素是大多數(shù)微生物代謝所需能量起源。微生物與健康專家講座第62頁3、氮源凡是組成微生物細(xì)胞物質(zhì)或代謝產(chǎn)物中氮元素起源營養(yǎng)物質(zhì)，稱為氮源。功效：為微生物提供合成細(xì)胞物質(zhì)、代謝產(chǎn)物原料，氮源普通不做能源，只有硝化幼苗利用銨鹽，亞硝酸鹽做氮源，同時(shí)也做能源。種類：（1）分子態(tài)氮：固氮微生物以分子氮為唯一氮源；（2）無機(jī)態(tài)氮：硝酸鹽、銨鹽幾乎全部微生物能利用；（3）有機(jī)態(tài)氮：蛋白質(zhì)及其降解產(chǎn)物（蛋白胨、牛肉膏、酵母膏等，工業(yè)上能夠用黃豆餅粉和魚粉等）。微生物與健康專家講座第63頁

4、無機(jī)鹽無機(jī)元素是微生物生長所不可缺乏營養(yǎng)物質(zhì)。

功效：：①組成細(xì)胞組成成份；②作為酶組成成份；③維持酶活性；④調(diào)整細(xì)胞滲透壓、氫離子濃度和氧化還原電位；⑤作為一些自氧菌能源。

種類：磷、硫、鉀、鈉、鈣、鎂等鹽參加細(xì)胞結(jié)構(gòu)組成，并與能量轉(zhuǎn)移、細(xì)胞透性調(diào)整功效相關(guān)。微生物對它們需求量較大，稱為“宏量元素”。沒有它們，微生物就無法生長。鐵、錳、銅、鈷、鋅、鉬等鹽普通是酶輔因子，需求量不大，所以，稱為“微量元素”。不一樣微生物對以上各種元素需求量各不相同。鐵元素介于宏量和微量元素之間。

配制培養(yǎng)基時(shí)，可經(jīng)過添加相關(guān)化學(xué)試劑來補(bǔ)充宏量元素：K、P、S和Mg。微量元素在一些化學(xué)試劑、天然水和天然培養(yǎng)基組分中都以雜質(zhì)等狀態(tài)存在，在玻璃器皿等試驗(yàn)用具上也有少許存在，所以，無須另行加入。微生物與健康專家講座第64頁

5、生長因子

可定義為：一些微生物（如：一些異養(yǎng)型微生物）本身不能從普通碳源、氮源合成，需要額外少許加入才能滿足需要有機(jī)物質(zhì)

（1）維生素:主要是B族維生素、硫胺素、葉酸、泛酸、核黃素等；（2）氨基酸:有些微生物自己不能合成某種氨基酸，必須補(bǔ)充；（3）堿基:嘧啶和嘌呤是核酸和輔酶主要組分。

自然界中微生物如不缺乏合成生長原因能力通常稱為野生型或原養(yǎng)型。野生型菌株能夠人工誘變使之突變而成為缺點(diǎn)型菌株。

生長素微生物分析法：利用各種生長素缺點(diǎn)形微生物分析微量生長素，生長量與含量呈線性關(guān)系。微生物與健康專家講座第65頁依據(jù)微生物生長、繁殖所需要碳和能源：自養(yǎng)微生物

光能自養(yǎng)微生物（能源：光能；碳源：無機(jī)化合物）

化能自養(yǎng)微生物（能源：化學(xué)反應(yīng)；碳源：無機(jī)化合物）異養(yǎng)微生物

光能異養(yǎng)微生物（能源：光能；碳源：有機(jī)化合物）

化能異養(yǎng)微生物（能源：光能；碳源：有機(jī)化合物）二.微生物營養(yǎng)類型微生物與健康專家講座第66頁1、自養(yǎng)微生物完全在無機(jī)環(huán)境中生存，以CO2、碳酸鹽為碳源，以銨鹽和硝酸鹽為氮源來合成細(xì)胞質(zhì)微生物。

（1）光能自養(yǎng)微生物在完全無機(jī)環(huán)境中生長，以CO2為碳源，光做能源，無機(jī)物為供H體還原CO2，合成細(xì)胞物質(zhì)微生物。如藍(lán)細(xì)菌、綠硫菌和紫硫細(xì)菌。

(2)化能自養(yǎng)微生物在完全無機(jī)環(huán)境中生長發(fā)育，以無機(jī)化合物氧化釋放能量為能源（化學(xué)反應(yīng)），以CO2或碳酸鹽為碳源，合成細(xì)胞物質(zhì)微生物。如氧化亞鐵硫桿菌氧化黃鐵礦，產(chǎn)生硫酸高鐵是強(qiáng)氧化劑和溶劑能夠溶解礦物，溶解銅礦析出銅元素，是開采貧礦和尾礦有效方法--細(xì)菌冶金。微生物與健康專家講座第67頁2、異養(yǎng)微生物（有機(jī)營養(yǎng)型）以含碳有機(jī)物為碳源，含氮有機(jī)物或無機(jī)物為氮源，合成細(xì)胞物質(zhì)。

（1）光能異養(yǎng)微生物含有光合色素，利用光做能源，以有機(jī)化合物為供H體，還原CO2，合成細(xì)胞物質(zhì)。如紅螺菌可用來凈化高濃度有機(jī)廢水。

（2）化能異養(yǎng)微生物以有機(jī)物為碳源，有機(jī)物氧化產(chǎn)生能量為能源，以有機(jī)或無機(jī)含氮化合物為氮源，合成細(xì)胞物質(zhì)。大多數(shù)微生物屬于這種營養(yǎng)類型。

腐生型：利用無生命有機(jī)物取得營養(yǎng)物質(zhì)，多數(shù)細(xì)菌、放線菌和真菌；寄生型：從活寄生體內(nèi)獲取營養(yǎng)物質(zhì)，如病毒；中間類型（兼性腐生或兼性寄生）如結(jié)核桿菌、痢疾桿菌就是兼性寄生菌。微生物與健康專家講座第68頁代謝概論微生物產(chǎn)能代謝微生物耗能代謝微生物次級代謝及次級代謝產(chǎn)物本章目錄第三章.微生物代謝微生物與健康專家講座第69頁代謝（metabolism）：微生物細(xì)胞內(nèi)發(fā)生各種化學(xué)反應(yīng)總稱

一.代謝概論物質(zhì)代謝分解代謝：產(chǎn)能緊密相連合成代謝：耗能緊密相連

復(fù)雜分子簡單小分子（有機(jī)物）分解代謝合成代謝能量代謝產(chǎn)能代謝耗能代謝

微生物與健康專家講座第70頁

代謝路徑（metabolicpathway）：也稱（chemicalpathwaysofmetabolism）代謝化學(xué)路徑，指某一物質(zhì)代謝反應(yīng)過程。代謝物（metabolite）：指代謝反應(yīng)中任一反應(yīng)物、中間物或產(chǎn)物。初級代謝(PrimaryMetabolism)：經(jīng)過分解和合成代謝，生成維持生命活動物質(zhì)和能量過程。次級代謝(SecondaryMetabolism)：以初級代謝產(chǎn)物為前體，合成一些對生命活動無明確功效物質(zhì)過程。代謝工程（MetabolismEngineering）：經(jīng)過基因工程技術(shù)操作生物代謝路徑，提升二級代謝產(chǎn)物產(chǎn)量和增加品種。代謝調(diào)控：利用遺傳學(xué)方法或其它生物學(xué)方法，人為地改變和控制生物代謝路徑，生產(chǎn)有用物質(zhì)或進(jìn)行有益服務(wù)。微生物與健康專家講座第71頁生物氧化：就是發(fā)生在或細(xì)胞內(nèi)一切產(chǎn)能性氧化反應(yīng)總稱1.異養(yǎng)微生物生物氧化：

異養(yǎng)微生物利用有機(jī)物經(jīng)過生物氧化來進(jìn)行產(chǎn)能代謝

生物氧化反應(yīng)（受氫體性質(zhì)不一樣）