微生物-諸葛健1

/緒論第一節(jié)：微生物學(xué)的研究對象與任務(wù)一、“微生物”的含義(什么是微生物)非分類學(xué)上名詞,來自法語“Microbe"一詞.是形體微小、單細(xì)胞或個體結(jié)構(gòu)簡單的多細(xì)胞、甚或無細(xì)胞結(jié)構(gòu)的低等生物的通稱。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(xì)胞壁，可運動,不行光合作用。植物界Plａnｔae:具有細(xì)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(xì)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(xì)胞結(jié)構(gòu)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(guān)的組織類型為基礎(chǔ)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(xì)菌的16SrRNA序列進行比較后,驚奇地發(fā)現(xiàn)：產(chǎn)甲烷細(xì)菌完全沒有作為細(xì)菌特征的那些序列，于是提出了生命的第三種形式——古細(xì)菌(aｒｃhａebacteｒiａ）。隨后他又對包括某些真核生物在內(nèi)的大量菌株進行了１6ＳrＲNA（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(chǎn)甲烷細(xì)菌一樣，具有既不同其他細(xì)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(xì)菌、真細(xì)菌（Eｕbacteria)和真核生物（Euｋａrｙotｅｓ)。199０年，他為了避免把古細(xì)菌也看作是細(xì)菌的一類，他又把三界（域）改稱為:Ｂactｅｒia(細(xì)菌)、Aｒcｈaｅa(古生菌)和Eｕｋarya（真核生物）。并構(gòu)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(yīng)性、它的生長及修復(fù)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(nèi)部的,是一切生命的另一基本特征。控制與調(diào)節(jié)，是生命的又一基本特征。1、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(guān)鍵所在.特點１舉例乳酸桿菌:12０,0０0雞蛋：1。5人(２0０磅）：0。32、吸收多、轉(zhuǎn)化快這一特性為高速生長繁殖和產(chǎn)生大量代謝物提供了充分的物質(zhì)基礎(chǔ).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(shù)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(nèi)把大量基質(zhì)轉(zhuǎn)化為有用產(chǎn)品,縮短科研周期。也有不利一面，如疾病、糧食霉變。4、適應(yīng)強、易變異極其靈活適應(yīng)性,對極端環(huán)境具有驚人的適應(yīng)力。遺傳物質(zhì)易變異。5、分布廣、種類多分布區(qū)域廣,分布環(huán)境廣。６、生理代謝類型多，代謝產(chǎn)物種類多，種數(shù)多。五、微生物作用1、在自然界物質(zhì)循環(huán)中作用2、空氣與水凈化，污水處理3、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)：菌體，代謝產(chǎn)物,代謝活動4、對生命科學(xué)的貢獻(xiàn)六、分支學(xué)科根據(jù)不同研究領(lǐng)域和不同研究對象劃分第二節(jié)、微生物學(xué)發(fā)展簡史“科學(xué)的歷史就是科學(xué)本身。”-—歌德中國古代酒文化,“儀狄作酒，禹飲而甘之?！薄稌?jīng)》“若作酒醴，爾惟曲蘗(niｅ）"《齊民要術(shù)》提倡輪作制.宋真宗時代（公元９９8-１022）種痘防天花.二、國外微生物學(xué)發(fā)展1、微生物的發(fā)現(xiàn)-—形態(tài)學(xué)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(xué)的奠基——生理學(xué)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(xué)說。（2）免疫學(xué)-—預(yù)防種痘（3）發(fā)酵的研究（4）其他貢獻(xiàn)否定自生說關(guān)于自然發(fā)生的爭論：自然發(fā)生說（無生源說):認(rèn)為微小動物是從無生命的物質(zhì)自然發(fā)生的。生源說：認(rèn)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,FracescoRｅdi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(jì)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(dǎo)致微生物生長。3、在一封閉容器內(nèi),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(shè)計鵝頸瓶進行實驗，最終否定自生說.免疫學(xué)貢獻(xiàn)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(yù)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(guān)。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(shù)語。RobertKoch１843—191０1、建立微生物學(xué)研究基本技術(shù)（1）分離和純化細(xì)菌:劃線法,混合倒平板法。瓊脂、培養(yǎng)皿（Petri）（2)設(shè)計了培養(yǎng)細(xì)菌用的肉汁胨培養(yǎng)液和營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基。（3）設(shè)計了細(xì)菌染色技術(shù)2、證實疾病的病原菌學(xué)說，提出了柯赫準(zhǔn)則.柯赫準(zhǔn)則１、某一種微生物,當(dāng)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(nèi),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(shù)。ElieＭetchｎiｋofｆ發(fā)現(xiàn)白細(xì)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(xué)發(fā)展—分子生物學(xué)階段1、現(xiàn)代發(fā)酵工業(yè)的形成：１９４1,Flｏrey＆Chａin將青霉素投入生產(chǎn),是通氣培養(yǎng)微生物的開端，將微生物學(xué)與工程學(xué)結(jié)合.2、微生物代謝作用研究；１944,Avｅｒy肺炎球菌轉(zhuǎn)化實驗,確定DNA是遺傳物質(zhì)，標(biāo)志著分子生物學(xué)的形成。1９53，Ｗａｔson＆Crick提出ＤNA雙螺旋結(jié)構(gòu)以及半保留復(fù)制假說.3、分子生物學(xué)階段20世紀(jì)７0年代，基因工程的發(fā)展，工程菌的構(gòu)建更促進了微生物學(xué)的發(fā)展。微生物學(xué)推動生命科學(xué)的發(fā)展,促進許多重大理論問題的突破對生命科學(xué)研究技術(shù)的貢獻(xiàn)與“人類基因組計劃”展望生物技術(shù)世紀(jì)已經(jīng)來臨,正是你們大展宏圖之時，微生物學(xué)歷史這部沒有完成的書，要靠你們書寫。第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(zhì)：核酸類、維生素等12、其它:微生物農(nóng)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(guān)系，把它們歸納為互相聯(lián)系的不同類群.具體任務(wù)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(guān)系極其相近，與同屬內(nèi)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(xì)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(xì)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(nèi)孢霉目Enｄｏmｙcetalｅｓ內(nèi)孢霉科Ｅndoｍｙｃetａceae酵母亞科Ｓaccｈｒoｍyｃeｔoｉdeaｅ酵母屬Sａｃcｈroｍｙｃes釀酒酵母S。ceｒevｉｓｉaｅHansｅn二、分類依據(jù)1、形態(tài)特征（個體和群體）細(xì)胞形態(tài):形狀、大小、排列、染色反應(yīng)等。培養(yǎng)：固體-菌落，半固體-穿刺，液體.２、生理生化反應(yīng)營養(yǎng)要求：碳源、氮源、營養(yǎng)類型代謝產(chǎn)物：種類、產(chǎn)量、顯色反應(yīng)酶：產(chǎn)酶種類、反應(yīng)特性3、生態(tài)學(xué)特征相互關(guān)系、宿主種類、與氧關(guān)系等.４、生活史5、血清學(xué)反應(yīng)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(jīng)典分類法隨機地和不系統(tǒng)地根據(jù)一些特征進行分類。主要是形態(tài)、生理生化特征.(二）數(shù)值分類法根據(jù)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(shù)--—無效測定數(shù)>８5%為同種，＞65％為同屬３、據(jù)數(shù)值繪出矩陣圖并轉(zhuǎn)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(chǎn)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(shù)越來越廣泛。四、分類系統(tǒng)原核生物：《伯杰氏細(xì)菌鑒定手冊》第8版，１９73《伯杰氏系統(tǒng)細(xì)菌學(xué)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(biāo)3、查找權(quán)威性鑒定手冊第一章:微生物類群與形態(tài)結(jié)構(gòu)非細(xì)胞型:病毒細(xì)胞型：原核微生物:細(xì)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。）第1節(jié)：細(xì)菌Bacｔｅｒｉａ是微生物一大類群,主要研究對象。細(xì)菌是單細(xì)胞的,大小在1um左右，１０0０倍以上顯微鏡才能看到其形狀。一、細(xì)菌的形態(tài)和大?。ㄒ唬┗拘螒B(tài)1、球菌Coccｕｓ：球形或近球形,根據(jù)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(xì)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(xì)長。是細(xì)菌中種類最多的。3、螺旋菌(Spirｉllｕm）：是細(xì)胞呈彎曲桿狀細(xì)菌統(tǒng)稱,一般分散存在。根據(jù)其長度、螺旋數(shù)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:螺旋體無鞭毛。細(xì)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(xì)胞發(fā)育引起。衰頹形:由于培養(yǎng)時間長，細(xì)胞衰老，營養(yǎng)缺乏，或排泄物積累過多引起。(二）細(xì)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(xì)菌大小也不是一成不變的.細(xì)胞重量10-1３－１0-１2g，每g細(xì)菌含１—1０萬億個細(xì)菌。二、細(xì)菌細(xì)胞結(jié)構(gòu)研究細(xì)菌細(xì)胞結(jié)構(gòu)是分子生物學(xué)重要內(nèi)容之一,有了電子顯微鏡才有可能。其結(jié)構(gòu)分為基本結(jié)構(gòu)和特殊結(jié)構(gòu)?；窘Y(jié)構(gòu)是細(xì)胞不變部分，每個細(xì)胞都有,如細(xì)胞壁、膜、核。特殊結(jié)構(gòu)是細(xì)胞可變部分，不是每個都有,如鞭毛、莢膜、芽孢。(一）基本結(jié)構(gòu)1、細(xì)胞壁celｌwall：位于細(xì)胞表面，較堅硬，略具彈性結(jié)構(gòu)。功能：１）維持細(xì)胞外形；２)保護細(xì)胞免受機械損傷和滲透壓危害；3）鞭毛運動支點;4）正常細(xì)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(xì)菌的抗原性、致病性有關(guān)。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(lán)紫色，稱為革蘭氏陽性菌Ｇ+凡是經(jīng)乙醇脫色,呈復(fù)染劑顏色,稱為革蘭氏陰性菌G－革蘭氏染色結(jié)果不同主要是細(xì)胞壁組成及結(jié)構(gòu)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(xì)胞壁構(gòu)成：一連續(xù)層,厚2０—80nm兩部分:網(wǎng)狀骨架:微纖絲組成基質(zhì):骨架埋于基質(zhì)中化學(xué)組成:主要是肽聚糖和磷壁酸肽聚糖peptiｄｏglyｃan（粘肽、胞壁質(zhì)）大分子復(fù)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＆aｃirc;—1，4糖苷鍵相連而成.2)短肽:L-Ala—D-Glu—L-Lyｓ—Ｄ—Ala3）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(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。肽聚糖是細(xì)菌細(xì)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ｔeiｃhoicａciｄ（垣酸)G＋特有成分。多元醇與磷酸復(fù)合物，通過磷酸二酯鍵與NAM相連。根據(jù)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(fù)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(nèi)壁層：厚2—3nm，單（雙)分子層,由肽聚糖構(gòu)成。與Ｇ＋區(qū)別：交聯(lián)低;DAP取代Ｌ－Lyｓ；肽橋。外壁層：內(nèi)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ｌiｐｏpｏlyｓacｃｈariｄｅＬPＳG－特有成分。結(jié)構(gòu)：類脂A+核心多糖＋O-側(cè)鏈功能：1)內(nèi)毒素物質(zhì)基礎(chǔ)；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(xì)胞壁與細(xì)胞膜之間，有周質(zhì)空間(隙),含水解酶、載體蛋白等。(3）細(xì)胞壁缺陷細(xì)菌1、原生質(zhì)體pｒｏtoplaｓt：人工條件下用溶菌酶除去細(xì)胞壁或用青霉素抑制細(xì)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(xì)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(xì)胞不能分裂等。３、細(xì)菌L型：一種由自發(fā)突變形成的變異型,無完整細(xì)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(xì)胞膜ｃelｌｍeｍbrａｎｅ在細(xì)胞壁與細(xì)胞質(zhì)之間的一層柔軟而富有彈性的半透性膜.厚7－8nm?；瘜W(xué)組成：蛋白和磷脂,蛋白含量高達(dá)７5%，種類也多。膜不含甾醇類.膜結(jié)構(gòu)(插入）功能:1）高度選擇透性膜,物質(zhì)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(guān)；5)鞭毛著生點，供運動能量。３、間體mesoｓｏmｅ（中質(zhì)體)細(xì)胞膜內(nèi)陷形成。功能：１）擬線粒體,呼吸酶系發(fā)達(dá)。2)與壁合成，核分裂，芽孢形成有關(guān)。4、細(xì)胞核nucleaｒbody核質(zhì)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(jié)構(gòu)簡單，細(xì)胞分裂前核分裂.一般單倍體。成分：ＤNA：環(huán)狀雙鏈，超線圈結(jié)構(gòu)，負(fù)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(jié)構(gòu),RＮA+蛋白。原核：游離態(tài)、多聚核糖體，70S真核：游離態(tài)、結(jié)合內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上,70、80S多聚核糖體：一條mＲNA與一定數(shù)目的單個ＲＳ結(jié)合而成。功能：６、細(xì)胞質(zhì)及內(nèi)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(xì)菌細(xì)胞內(nèi)，含不同內(nèi)含物，是細(xì)胞的貯藏物質(zhì)或代謝產(chǎn)物。（插入)內(nèi)含物優(yōu)點？(二）特殊結(jié)構(gòu)１、莢膜ｃapｓule：某些細(xì)菌細(xì)胞壁外面覆蓋著一層疏松透明粘性物質(zhì)。厚度不同，名稱不同.折光率低，負(fù)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(xì)菌表面一種纖細(xì)呈波狀的絲狀物,是細(xì)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?；瘜W(xué)成分：主要是蛋白質(zhì)。結(jié)構(gòu)：G+與Ｇ—區(qū)別;原核與真核區(qū)別鞭毛著生位置與數(shù)目，可作為分類依據(jù)。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(xì)，數(shù)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(xì)胞內(nèi)形成一個內(nèi)生孢子，是對不良有抗性的休眠體.每一細(xì)胞僅形成一個芽孢,所以其沒有繁殖功能。形成芽孢屬于細(xì)胞分化（形態(tài)發(fā)生）Bａcilluｓ,ｃlostrｉdiuｍ，Spirilｌｕm,Vibrio，Ｓaｒciｎa結(jié)構(gòu)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(xué)藥物和靜水壓的能力,休眠力驚人.芽孢結(jié)構(gòu)、形成、萌發(fā)（自學(xué)）伴孢晶體孢囊cyst，等等。三、細(xì)菌繁殖與群體形態(tài)1、繁殖方式：裂殖為主,少數(shù)有性接合。2、菌落形態(tài)：菌落colony:由單個或少數(shù)幾個細(xì)胞在固體培養(yǎng)基表面繁殖出來的，肉眼可見的子細(xì)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(zhì)地、顏色等等。純培養(yǎng)：克隆cloｎe菌苔ｌａwn四、常見常用細(xì)菌細(xì)胞結(jié)構(gòu)、菌落特點、代謝產(chǎn)物等。第２節(jié)：放線菌Ａcｔiｎomyｃeｔｅｓ因菌落呈放射狀而得名,是絲狀分枝細(xì)胞的細(xì)菌。一般分布在含水量低，有機質(zhì)豐富的中性偏堿性土壤中,特殊土腥味。大多數(shù)是腐生菌，少數(shù)寄生；多數(shù)異養(yǎng)，好氧。突出特性是產(chǎn)各種抗生素。一、形態(tài)與結(jié)構(gòu)由菌絲構(gòu)成,直徑0。2—1。2um,無橫隔，仍是單細(xì)胞。菌絲分為：基內(nèi)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Streptomｙcｅs90％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(nèi)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(nèi)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(xì)菌異同?第3節(jié):其它幾類原核微生物重要了解大小、G、培養(yǎng)、細(xì)胞及代謝。一、立克次氏體Ricｋeｔｔsia：介于細(xì)菌、病毒之間，專性真核活細(xì)胞內(nèi)寄生,不能人工培養(yǎng)。不濾過，直徑0.3-０.６ｕm，存在與寄主細(xì)胞質(zhì)和核中。細(xì)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(chǎn)能代謝，抵抗性差.二、支原體Mycoｐlaｓma:介于細(xì)菌、立克次氏體之間。不具細(xì)胞壁,細(xì)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(xì)胞型生物?？扇斯づ囵B(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(xì)胞內(nèi)寄生。G－，“能量寄生物”。各類原核微生物與病毒比較表。藍(lán)細(xì)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(xì)菌并導(dǎo)致裂解，可濾過，運動活躍，G－。生物防治.第4節(jié)：酵母菌yｅasｔ非分類名詞,一群單細(xì)胞微生物,屬真菌類。第一種“家養(yǎng)微生物”，與人類關(guān)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...單細(xì)胞，無鞭毛.細(xì)胞形態(tài)多樣,常見球、卵、圓桶形。大小在1-5umＸ5－30uｍ之間。二、細(xì)胞結(jié)構(gòu)1、細(xì)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(zhì)體。2、細(xì)胞膜:與原核基本相同,但含甾醇(麥角固醇）.由于有細(xì)胞器分化，功能不及細(xì)菌多，主要是調(diào)節(jié)滲透壓、吸收營養(yǎng)、分泌代謝物等3、細(xì)胞質(zhì)及內(nèi)含物4、細(xì)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(zhì)?！?外源DNＡ載體。６、核糖體：細(xì)胞質(zhì)中8０S，線粒體7０Ｓ。三、菌落特征與細(xì)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(shù)（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(chǎn)生子囊和子囊孢子。過程：質(zhì)配－—核配-－減數(shù)分裂3、形成孢子條件1。營養(yǎng)充足強壯幼齡細(xì)胞2．適當(dāng)溫、濕度(2５—30，８0%)３．空氣要流通４.適當(dāng)?shù)纳咦优囵B(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(xì)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第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(dá)而又不產(chǎn)生大型子實體的真菌。一、形態(tài)和構(gòu)造營養(yǎng)體由菌絲（ｈypｈae)構(gòu)成，直徑3—１0um，菌絲再形成菌絲體（myceｌiｕｍ）菌絲:無隔，多核單細(xì)胞，低等真菌有隔，多細(xì)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(xì)胞壁厚1００－250nｍ，多含幾丁質(zhì)。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(shù)量大.孢囊孢子:內(nèi)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(dān)孢子：擔(dān)子菌特征(二）生活史霉菌指從一種孢子開始,經(jīng)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(wǎng)狀。四大類微生物比較：四、分類過去依據(jù)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(dān)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(dān)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(dá)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(zhì)。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(fēng)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(chǎn)而產(chǎn)量大的品種：雙孢菇、大肥菇、香菇、草菇、金針菇、側(cè)耳(平菇）、鳳尾側(cè)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(yīng)用:食用子實體、菌絲體深層培養(yǎng)。作調(diào)味品、香味、飲料等。(二）藥用真菌1、資源：擔(dān)子菌３45種，子囊菌28種,其它11種.2、應(yīng)用:有20多個方面,主要抗癌、抑菌。目前認(rèn)為抗癌物質(zhì)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(xì)胞型生物小結(jié)真菌、細(xì)菌、放線菌比較：真核、原核區(qū)別:第6節(jié)：病毒viruｓ非細(xì)胞型生物，有區(qū)別于細(xì)胞型特征：１、形體十分微小,濾過,電鏡可見；2、無細(xì)胞結(jié)構(gòu)，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(xì)胞內(nèi)寄生，有宿主專一性,無獨立代謝酶系，依賴宿主自身復(fù)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(xì)胞結(jié)構(gòu)，專性活細(xì)胞內(nèi)寄生，在活細(xì)胞外具一般化學(xué)大分子特征，一旦進入宿主細(xì)胞又具有生命特征。根據(jù)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(xì)菌病毒等。病毒的核酸與細(xì)胞型也不同。一、形態(tài)、結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成1、大小:ｎm，多在10０ｎm左右。20-200nm圖片２、病毒粒子virioｎ(病毒顆粒)成分：核酸—－核心core蛋白——衣殼ｃaｐsidnｕcleｏcapsｉd衣殼粒ｃapsｏｍerｅ包膜(類脂或脂蛋白)envelｏpe核衣殼病毒粒子對稱體制：螺旋對稱(ＴMV）和廿面體對稱（腺病毒)、復(fù)雜對稱(T4噬菌體）功能：核酸:遺傳物質(zhì)基礎(chǔ)蛋白：構(gòu)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(jié)構(gòu)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(fù)數(shù)m。o．i2、侵入：頭部DNA通過尾管注入至細(xì)胞中，外殼留在胞外。自外裂解3、增殖：包括ＤNA復(fù)制和蛋白質(zhì)合成。雙鏈DNA噬菌體三階段轉(zhuǎn)錄:遺傳信息轉(zhuǎn)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(xì)菌釋放新的噬菌體的平均數(shù)。三、噬菌體與宿主關(guān)系１、烈性噬菌體：凡能引起宿主細(xì)胞迅速裂解的噬菌體.敏感細(xì)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(jié)合,隨宿主DNＡ復(fù)制而復(fù)制，此時細(xì)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(xì)菌稱為溶源性細(xì)菌ｌｙｓoｇeｎicbaｃｔerｉａ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(fù)制；3)營養(yǎng)期噬菌體：指導(dǎo)合成.３、溶源性細(xì)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(fù)愈（消失溶源性）6）溶源轉(zhuǎn)變?nèi)茉葱跃昝?、噬菌體分離檢查與防治(一)分離檢查（效價測定)效價（titre），噬菌斑形成單位（pfu)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（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(xì)胞內(nèi)復(fù)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(xì)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(xì)胞結(jié)構(gòu)成分，必須得到的能量儲存物質(zhì)。營養(yǎng):把營養(yǎng)物從外界吸收至細(xì)胞內(nèi)，復(fù)制出新細(xì)胞結(jié)構(gòu)的過程.第1節(jié):營養(yǎng)物及其功能一、細(xì)胞化學(xué)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(zhì),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(zhì)和代謝產(chǎn)物原料；產(chǎn)生合成反應(yīng)及生命活動所需能量;調(diào)節(jié)新陳代謝。(一)碳源物質(zhì)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(zhì)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(xué)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(fù)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(gòu)成菌體成分；酶活性基組成或維持酶活性;調(diào)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(jié)合態(tài)（結(jié)構(gòu)組成）生理作用：組成成分;反應(yīng)介質(zhì);物質(zhì)運輸媒體；熱的良導(dǎo)體.第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(yīng)產(chǎn)能)化能營養(yǎng)型ｃhemｏtropｈｓ（物質(zhì)氧化產(chǎn)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(jù)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(zhuǎn)變。第３節(jié):營養(yǎng)物吸收與代謝物分泌營養(yǎng)物吸收至胞內(nèi)被利用，代謝物分泌到胞外以免積累，這就是物質(zhì)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(zhì):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(nèi)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(dǎo)產(chǎn)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(gòu)象改變→耗能上述3種方式中,被運輸?shù)娜苜|(zhì)分子都不發(fā)生改變。4、基團轉(zhuǎn)位groupｔｒanslocatiｏn屬主動運輸，但溶質(zhì)分子發(fā)生化學(xué)修飾－定向磷酸化。主要依賴磷酸烯醇式丙酮酸（PEＰ)和磷酸轉(zhuǎn)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(shù)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(zhì),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。第４節(jié):培養(yǎng)基mediuｍ選用各種營養(yǎng)物質(zhì)，經(jīng)人工配制用來培養(yǎng)微生物的基質(zhì)。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(chǎn)物，用途2、營養(yǎng)協(xié)調(diào)——恰當(dāng)配比,尤其是Ｃ/N比(1０0/０。５-2）3、物理化學(xué)條件適宜ｐH，考慮區(qū)別，培養(yǎng)基調(diào)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(jīng)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(xiàn)３、精心設(shè)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(xué)反應(yīng)。代謝分為能量代謝和物質(zhì)代謝，分解代謝和合成代謝。分解代謝：復(fù)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(fù)雜大分子(同化作用）二者關(guān)系初級和次級代謝依據(jù)代謝產(chǎn)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?fàn)I養(yǎng)物轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)物質(zhì)、具生理活性物質(zhì)或提供生長能量的一類代謝.產(chǎn)物有小分子前體物、單體、多聚體等生命必需物質(zhì)。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(chǎn)物有抗生素、酶抑制劑、毒素、甾體化合物等，與生命活動無關(guān),不參與細(xì)胞結(jié)構(gòu)，也不是酶活性必需，但對人類有用.二者關(guān)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(chǎn)物。第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?；o酶Ａ起偶聯(lián)作用，其他高能化合物只作為&＃12316;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(chǎn)能（ATP)、產(chǎn)還原力[H］、產(chǎn)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(chǎn)能。一、底物（基質(zhì)）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(guān)產(chǎn)物。２、ＨMP途徑（己糖—磷酸途徑）產(chǎn)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(shù)缺乏完整EMP的微生物具有的一種替代途徑,細(xì)菌酒精發(fā)酵經(jīng)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(xì)胞質(zhì)中.TＣA在代謝中占有重要樞紐地位四種途徑產(chǎn)能比較：二、遞氫和受氫根據(jù)遞氫特別是最終氫受體不同劃分１、發(fā)酵(分子內(nèi)呼吸)無氧條件下，底物脫氫后產(chǎn)生的還原力不經(jīng)呼吸鏈而直接傳遞給某一中間代謝物的低效產(chǎn)能反應(yīng)。在此過程中，有機物是氧化基質(zhì)，又是最終氫受體,且是未徹底氧化產(chǎn)物，結(jié)果仍積累有機物,產(chǎn)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&＃1231６；P+ADP＆＃61614;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(jīng)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(chǎn)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(yīng)偶聯(lián)，產(chǎn)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(zhuǎn)移到最終受體，產(chǎn)能不多。依據(jù)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(zhì),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(chǎn)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(guān)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(chǎn)甲烷細(xì)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facuｌtａt(yī)iveａｎａｅrobｉｃ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(xì)菌。酵母菌酒精發(fā)酵時通入氧氣,發(fā)酵減慢,停止產(chǎn)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(yīng).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(chǎn)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(jié)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(chǎn)生.3．堿性條件下（PH7。6）,乙醛分子間歧化反應(yīng)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(xì)菌同型酒精發(fā)酵，EＤ途徑進行,產(chǎn)生2分子乙醇。5．細(xì)菌異型酒精發(fā)酵，通過ＨMP途徑進行,產(chǎn)生1分子乙醇和1分子乳酸?？偡磻?yīng)式如下：G+2ADP＋2Pi→2乙醇＋2CＯ2+2ATPＧ＋HSO3—→甘油+乙醛＆＃822６;HSO3－+CO22G→2甘油+乙酸+乙醇＋CO2G+ＡＤP+Ｐi→2乙醇+2CO2＋ＡTPＧ+ADＰ＋Pi→乳酸+乙醇+CO2＋AＴP（二)乳酸發(fā)酵發(fā)酵產(chǎn)物中只有乳酸，經(jīng)EMP途徑，稱為同型乳酸發(fā)酵（德氏乳桿菌).發(fā)酵產(chǎn)物中除乳酸外，還有其他,如乙醇、CO2等稱異型乳酸發(fā)酵.經(jīng)HMP途徑.如腸膜狀明串珠菌Leuｃonoｓtｏcmeseｎteroides總反應(yīng)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(chǎn)物中都有丁酸。不同種類因酶系統(tǒng)不同,最終產(chǎn)物除丁酸外，還有其他產(chǎn)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(xì)菌Propiｏnibacterｉｕｍ,與乳酸細(xì)菌相似,發(fā)酵產(chǎn)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(chǎn)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(yīng)：1、V。P．實驗(Vａｇeｘ-Proskaｕeｒ)產(chǎn)氣氣桿菌產(chǎn)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(zhì)，若加入α-萘酚、肌酸可促進反應(yīng)，此稱ＶＰ反應(yīng)。大腸桿菌不產(chǎn)生或少產(chǎn)生２，3-丁二醇,VＰ反應(yīng)陰性。2、甲基紅（M.R）反應(yīng)大腸桿菌產(chǎn)酸多，使ｐＨ降至４．２，甲基紅由黃變紅，反應(yīng)陽性。產(chǎn)氣氣桿菌產(chǎn)2,3-丁二醇，產(chǎn)酸少（ｐH5.３),甲基紅反應(yīng)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(chǎn)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(chǎn)酸不產(chǎn)氣。第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(nèi)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(jié)果是產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(xì)菌中的一些菌株分解與利用纖維素酶復(fù)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(jié)晶纖維素Cｘ酶纖維二糖+葡萄糖纖維二糖酶葡萄糖細(xì)菌的纖維素酶位于細(xì)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(xì)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(chǎn)半纖維素酶的微生物主要有曲霉、根霉、木霉等.三、果膠質(zhì)的分解果膠質(zhì)是構(gòu)成高等植物細(xì)胞間質(zhì)的主要物質(zhì),主要由Ｄ－半乳糖醛酸通過α—1,4—糖苷鍵連接。天然果膠質(zhì)(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(xì)菌和真菌，麻類植物漚浸脫膠技術(shù)就是為了利用果膠分解菌分解果膠的能力。四、幾丁質(zhì)的分解幾丁質(zhì)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(xì)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(xì)菌和放線菌能分解與利用。幾丁質(zhì)酶使幾丁質(zhì)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(zhì)，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(zhì)，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(zhì)的分解蛋白酶（胞外)肽酶（胞內(nèi)）蛋白質(zhì)肽AＡ一般真菌分解蛋白質(zhì)的能力強,并能分解天然的蛋白質(zhì),而大多數(shù)細(xì)菌不能分解天然蛋白質(zhì)，只能分解變性蛋白以及蛋白質(zhì)的降解產(chǎn)物。根據(jù)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(xué)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(chǎn)生氨與α-酮酸，由氨基酸氧化酶催化.包括脫氨反應(yīng)(酶促）與水解反應(yīng)(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(jīng)水解產(chǎn)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+ＮH3H2O(5）Stiｃkｌanｄ反應(yīng)某些專性厭氧細(xì)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(yīng)被稱為Sｔickland反應(yīng)。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+3NＨ３2、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(yīng)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(yīng)中放出的二氧化碳可以用微量測壓計測定,因此可根據(jù)一定基質(zhì)在一定時間內(nèi),被單位細(xì)胞作用后、產(chǎn)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(yīng)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(xì)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(yīng)生成紅色的玫瑰吲哚，因此可根據(jù)細(xì)菌能否分解色氨酸產(chǎn)生吲哚來鑒定菌種.2、硫化氫實驗:許多細(xì)菌能分解含硫氨基酸（胱氨酸、半胱氨酸）產(chǎn)生硫化氫，如果在蛋白胨培養(yǎng)基中加進重金屬鹽,接種細(xì)菌培養(yǎng)后觀察，若產(chǎn)生硫化氫，則出現(xiàn)黑色的硫化鉛或硫化鐵.

第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(chǎn)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(chǎn)生:還原力主要指NＡDH2和NADＰH2ＥMP與TCA產(chǎn)生的NADＨ２有３個去向:1）供H體（中間產(chǎn)物還原成發(fā)酵產(chǎn)物）;2)通過呼吸鏈產(chǎn)生ATP；3）用于細(xì)胞物質(zhì)合成。但NADH2要先在轉(zhuǎn)氫酶作用下轉(zhuǎn)變成ＮＡＤPH2才能用.NADP+NAＤH2ＮADPH2+ＮＡD在體內(nèi)還有HＭＰ供給NADPＨ２與磷酸糖。1G2NADＰH２+CO2+5-P-核酮糖NADＰH2在光細(xì)菌中可通過非環(huán)式光合磷酸化方式產(chǎn)生。3、小分子前體物：通常指糖代謝過程中產(chǎn)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＋ＰｉＰY+CO2+AＴＰ羧化酶OＡ+AＤP＋ＰiPEP+CO2+GＤP羧化激酶OA＋GTＰPY+ＣO２+NＡDＨ2蘋果酸酶蘋果酸+ＮADá-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+PiPＹ+ＡＴP+PiPY雙激酶PEP+AMP＋PｐiOA+GTＰPEＰ羧激酶PＥP+GDP＋CＯ２ＯA+PＰiPEP羧轉(zhuǎn)磷酸酶ＰＥP+Pi+CO2綜合總結(jié)：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(guān)鍵酶:1，5－二磷酸核酮糖羧化酶、磷酸核酮糖激酶。總反應(yīng)式：6ＣＯ2+6Ｈ２O+１８ATP＋１２NＡDPH2Ｇ＋18ADP＋１2NADP+18Ｐi另外，產(chǎn)甲烷細(xì)菌有厭氧乙酰輔酶Ａ途徑，少數(shù)光合細(xì)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(xì)胞質(zhì)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(xì)胞質(zhì)中進行.3、UＤＰ—NAM－五肽轉(zhuǎn)至膜上,與一脂質(zhì)載體（細(xì)菌萜醇—C55類異戊二烯醇)結(jié)合，釋放出ＮＡM-五肽焦磷脂，在膜內(nèi)側(cè)與ＵDP—NＡG結(jié)合，構(gòu)成肽聚糖亞單位。細(xì)菌萜醇是第二個載體.4、亞單位轉(zhuǎn)移至細(xì)胞壁的生長點上（插入），萬古霉素、桿菌肽抑制。5、在細(xì)胞膜外側(cè)，亞單位與引物相連（轉(zhuǎn)糖基作用），再通過轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)類似物，則轉(zhuǎn)肽酶被抑制，造成肽鏈間無法交聯(lián)，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)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(xì)胞無作用。三、氮類物質(zhì)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?？偡磻?yīng)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(yīng)。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(biāo)。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(xì)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(zhuǎn)氨作用合成其他的氨基酸：Glu+丙酮酸α—酮戊二酸＋AｌａＧlu＋草酰乙酸α－酮戊二酸＋Asp這類反應(yīng)是由氨基移換酶催化而成。3、微生物經(jīng)氨化作用或經(jīng)固氮作用生成的氨可以通過特定的反應(yīng)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、OＡGln合成酶轉(zhuǎn)移酶ADP+PｉGlｎＧlu、Aｌa、Ａsp4、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(xì)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(chǎn)氨基酸最初利用蛋白質(zhì)水解法生產(chǎn)，1957年開始用發(fā)酵法生產(chǎn)。近年采用生化合成法：1、酶轉(zhuǎn)化法反丁烯二酸＋ＮH3Ａsｐ酶L-Asp丙酮酸+NH3+苯酚Tyr酶Ｔyr2、完整細(xì)胞酶合成:選用酶活力高菌種，處理菌體使物質(zhì)易透過。ＤＬ－Ser+丙酮酸+苯酚菌體Ｌ—Ｔｙr丙酮酸+ＮH3+吲哚菌體L-Trｐ第４節(jié)：代謝調(diào)控代謝-生化反應(yīng)—酶催化-基因編碼→基因調(diào)控↓環(huán)境因子影響環(huán)境調(diào)控代謝調(diào)節(jié)部位：真核和原核合成調(diào)節(jié)：誘導(dǎo)合成、終產(chǎn)物阻遏、分解代謝物阻遏酶活性調(diào)節(jié)：反饋（終產(chǎn)物）抑制、酶活性共價修飾一、主要調(diào)節(jié)機制（一）酶的誘導(dǎo)合成Kａrstrom適應(yīng)酶Mｏnｏｄ誘導(dǎo)酶組成酶Ｃohn組成酶誘導(dǎo)劑不一定是底物,但底物大多數(shù)情況下是有效誘導(dǎo)劑。誘導(dǎo)酶只在有誘導(dǎo)劑時才合成,除去誘導(dǎo)劑就停止。是全新合成，而不是原有酶的激活.某些酶的誘導(dǎo)物操縱子學(xué)說Monod&Jaｃob，196２調(diào)節(jié)基因操縱子PＲｔPOzyaｔｍＲNARNＡ多聚酶無誘導(dǎo)物時，結(jié)合。阻遏物有誘導(dǎo)物時，脫落。（二)終產(chǎn)物阻遏（反饋阻遏)主要在合成代謝途徑中，終產(chǎn)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(diào)節(jié)基因原阻遏物(阻遏物蛋白）與終產(chǎn)物結(jié)合時被激活,與操縱基因結(jié)合，阻止結(jié)構(gòu)基因轉(zhuǎn)錄。終產(chǎn)物為輔阻遏物。屬于正調(diào)節(jié)。(三)分解代謝物阻遏（葡萄糖效應(yīng)）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(yīng)。酶大多數(shù)是誘導(dǎo)酶。葡萄糖效應(yīng)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(guān)鍵控制因子.其與分解代謝物活化蛋白（CAP）結(jié)合,促使RＮＡ多聚酶與啟動基因結(jié)合而開始轉(zhuǎn)錄。cAＭＰ濃度低時,影響結(jié)合,不能轉(zhuǎn)錄。葡萄糖的某種代謝產(chǎn)物降低了cAＭP水平，即使有誘導(dǎo)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(zhuǎn)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(chǎn)物不能單獨抑制，要幾個終產(chǎn)物同時作用，合作抑制。如多粘芽孢桿菌的Asp族氨基酸合成。6-532、合作反饋抑制：兩種終產(chǎn)物同時存在，起著比一種大得多的抑制。圖6－543、同工酶:多個酶催化同一個反應(yīng)，分別受不同終產(chǎn)物抑制。圖6—５１如大腸桿菌的Ａｓp族氨基酸合成，圖6-5２４、順序反饋抑制：代謝途徑中第一個酶不受終產(chǎn)物抑制，而受分支處中間產(chǎn)物抑制,終產(chǎn)物抑制引起中間產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)物抑制.圖6-5６調(diào)節(jié)位點（變構(gòu)中心）反饋抑制機制：變構(gòu)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(jié)合時(腺苷酰轉(zhuǎn)移酶催化）活性低，脫去AMP,活性高。膠質(zhì)假單胞菌檸檬酸裂解酶：乙?；?有活性），脫乙?；o活性）二、代謝調(diào)控應(yīng)用（一）在初級代謝產(chǎn)物生產(chǎn)上應(yīng)用反饋調(diào)節(jié)最重要，要繞過，方法如下：1、降低末端產(chǎn)物濃度（應(yīng)用營養(yǎng)缺陷型解除正常反饋調(diào)節(jié)）單線途徑：應(yīng)用營養(yǎng)缺陷型積累中間代謝物，采用低濃度終產(chǎn)物供給.ＥａＥbEcABCDＥEc缺失，積累C，低濃度供給E.分支途徑：積累末端產(chǎn)物.Ｅ1FGＡBCDＥE2HIE1缺失，限制I,少量E→G,大部分分泌。Ｌys生產(chǎn):高Ｓer缺陷型，圖6－６2肌苷酸生產(chǎn)：腺嘌呤缺陷型,圖6-632、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)，