生物競(jìng)賽輔導(dǎo)-微生物學(xué)知識(shí)梳理

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(jiàn)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0.1mm,以u(píng)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

r原核類：細(xì)菌、放線菌、支原體、立克次氏體、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、骯病毒

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(lái)自生命的胚種學(xué)說(shuō)，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(shuō)；著名的曲頸瓶試驗(yàn)無(wú)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?。唬?）免疫學(xué)——預(yù)防接種首次制成狂犬疫苗；（4）巴斯德消毒法：60?65℃作短時(shí)間加熱

處理，殺死有害微生物

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：

土豆切面一營(yíng)養(yǎng)明膠一營(yíng)養(yǎng)瓊脂（平皿）b、設(shè)計(jì)了各種培養(yǎng)基，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：①在每一相同病例中都出現(xiàn)這種微生物；②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(lái)；③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；④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(lái)。

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、J.Lister（英）首創(chuàng)外科消毒術(shù)（石炭酸消毒）。

6、E.Jenner（英）種牛痘預(yù)防天花。

7、A.Fleming（英）發(fā)現(xiàn)青霉素（第一個(gè)有實(shí)用意義的抗生素）。

8、1977Woese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)中X174噬菌體DNA進(jìn)行了全序列分析。

10、骯病毒（prion）的發(fā)現(xiàn)者（Prusiner,1982?1983）。類病毒（Diener,1971）；擬病毒

（Gibbs,1983）

11、1983—1984Mullis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。

13、1997第一個(gè)真核生物（啤酒酵母）基因組測(cè)序完成。

14、中國(guó)的湯飛凡：沙眼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：

常規(guī)菌魯胃＞工程菌發(fā)酵工程＞大量產(chǎn)品

細(xì)1胞9工程酶工程

人工』，，，生物反應(yīng)器工程

四m、幾個(gè)重要數(shù)據(jù)

1、正常人腸道中的微生物重量約等于糞便干重的3。

2、微生物一般為單倍體。

3、第一個(gè)有實(shí)用意義的抗生素是宣霉素。

4、微生物的種類數(shù)有10萬(wàn)種。

5、液體培養(yǎng)基中細(xì)菌細(xì)胞濃度一般只能達(dá)到必史個(gè)/mL。

6、微生物一般為幾Um到幾十Um。

7、最小的病毒如雙生病毒只有12~18nm。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、、和

_________________四個(gè)類型O

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鐳酒類2、J3、X4、X5、J6、X

第一章原核生物的形態(tài)、構(gòu)造和功能

［知識(shí)要點(diǎn)］

一、細(xì)菌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：①二等分裂式繁殖，不能簡(jiǎn)單的表述為分裂生殖；②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)

（球狀一一球菌：較常見(jiàn)

,桿狀一一桿菌：最常見(jiàn)

'即菌：螺旋不滿一環(huán)

【螺旋狀一一螺旋菌〈螺菌：螺旋2?6環(huán)

（最少）蜃旋體：螺旋6環(huán)以上

特殊的:三角形、方形、圓盤(pán)形。

在顯微測(cè)量時(shí)，桿菌、螺旋菌大小用長(zhǎng)X寬（um）表示，球菌大小用直徑（口m）表示。

3.細(xì)菌的染色（此為童山內(nèi)容）

細(xì)菌透明，故須染色后光鏡下才可見(jiàn)?；罹妹浪{(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1?2min。

（2）媒染：用碘液媒染lmino

（3）脫色：用95%乙醇脫色25?30s（此步最關(guān)鍵，想一想為什么？）

（4）復(fù)染：用番紅（即沙黃）復(fù)染1?2min。

可用下圖表示：

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(wú)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(yáng)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、芽泡、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一細(xì)胞壁由外壁層、肽聚糖層（內(nèi)壁層）和周質(zhì)空間組成。

⑤G,和（T細(xì)胞壁的特點(diǎn)比較

a、G，肽聚糖含量很高而（T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（T無(wú)；

c、G-中特有脂多糖（LPS）G,中無(wú);d、J中有蛋白質(zhì)（基質(zhì)蛋白、外壁蛋白、脂蛋白）。

⑥G+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(guò)6-1,4糖昔鍵連接而成。

1短肽尾：連在N-乙酰胞壁酸（M）分子上。

I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-丙氨酸的峻

基相連，其竣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6-1,4糖昔鍵。（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(wú)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(wú)特殊的肽橋；e、不同細(xì)菌肽橋不完全相

同。

⑦磷壁酸的功能（G+）

a、帶負(fù)電荷可與Mg"等陽(yáng)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）

⑧脂多糖（LPS）的功能（G-）

LPS由類脂A、核心多糖和0-特異側(cè)鏈三部分組成。

a、可與Mg*等陽(yáng)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。

可見(jiàn)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（妻臉?biāo)⑿υ冢?/p>

①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；②氧化磷酸化或光合磷酸化的產(chǎn)能基

地；③許多酶（如6-半乳糖甘酶、有關(guān)細(xì)胞壁和莢膜的合成酶、ATP酶）和電子傳遞鏈組分的所在部位；④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(wú)機(jī)鹽、載色體、質(zhì)粒、峻化體、伴泡晶體等。無(wú)各種復(fù)雜的細(xì)胞器。

朽原

,碳及能源類?

靡-6-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.

底糖體（70s）

異染粒：貯磷、降低滲透壓

I竣化體：化能自養(yǎng)菌內(nèi)含物為RUBP短化酶

（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1?4,在染色體復(fù)制時(shí)為短暫雙倍體，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：①保護(hù)（如免受干旱，免受宿主吞噬，故與毒性有關(guān)）；②貯藏（養(yǎng)料）；③堆積（代謝廢物）；

④黏附（如齦齒的形成即由于細(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：①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0.01-0.02iim,須電

鏡觀察或染色加粗后光鏡下觀察。②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。③鞭毛是菌種分類鑒定中的重要指標(biāo)。

菌毛：①纖細(xì)，中空，短直、數(shù)量多，使細(xì)菌黏附物體上（G沖常見(jiàn)，與致病力有關(guān)）②性鞭毛為特殊的菌毛，

在不同性別的菌株間傳遞DNA片斷。

（7）芽泡：①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(wú)繁殖功能。②產(chǎn)芽泡細(xì)菌主要為革

蘭氏陽(yáng)性桿菌，如枯草芽泡桿菌、蘇云金芽泡桿菌、破傷風(fēng)梭菌。

他外壁

③芽泡J芽抱衣：含角蛋白，抗酶解，抗藥物，陽(yáng)離子不易透過(guò)

皮層：含芽泡肽聚糖及DPA—Ca,體積大，滲透壓高

【核心：分芽抱壁（可發(fā)育為新細(xì)胞壁）、芽抱膜（可發(fā)育為新細(xì)胞膜）芽胞質(zhì)、核區(qū)四部分。

④芽泡抗熱的機(jī)制一一滲透調(diào)節(jié)皮層膨脹學(xué)說(shuō)

芽泡衣的透性低（對(duì)多價(jià)陽(yáng)離子、水分）］

日皮層滲透壓高一奪取核心的水分一皮層膨脹

皮層的離子濃度高J（核心高度失水）一抗熱性強(qiáng)

可見(jiàn)，芽泡衣的透性低，核心的含水少，皮層的膨脹（厚）是芽泡抗熱性主要原因。

其次DPA—Ca為一耐熱性的凝膠，有利于抗熱。

⑤能否殺滅芽泡是衡量各種消毒滅菌措施的主要指標(biāo)。濕熱滅菌一般為12FC,10?15分鐘可殺死芽泡，干熱滅菌須

在150?160℃下維持1?2小時(shí)，才可殺死芽泡。可見(jiàn)干熱情況下，芽泡的耐熱性更高。

⑥伴胞晶體：蘇云金芽胞桿菌在形成芽布時(shí)形成的堿溶性蛋白晶體（即6內(nèi)毒素）,可殺死鱗翅目昆蟲(chóng)的幼蟲(chóng)。

5.細(xì)菌的菌落

:菌落：?jiǎn)蝹€(gè)微生物細(xì)胞或抱子在固體培養(yǎng)基上繁殖形成的肉眼可見(jiàn)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)，主要以抱子繁殖和陸生性強(qiáng)的原核生物，革蘭氏染色陽(yáng)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：①原核；②菌絲直徑與細(xì)菌相仿；③細(xì)胞壁主要成分為

肽聚糖；④鞭毛（指泡子）與細(xì)菌相同；⑤噬菌體形狀同；⑥最適PH均為微堿性；⑦DNA重組方式相同；⑧核糖體為

70s；⑨對(duì)溶菌酶敏感；⑩敏感的抗生素相同。

2.常見(jiàn)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(jiàn)的除青霉素和頭泡霉素外）

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）

r基內(nèi)菌絲（一級(jí)菌絲）：吸收、排泄

t氣生菌絲（二級(jí)菌絲）：與繁殖有關(guān)（分化出抱子絲，再產(chǎn)生分生抱子）

分生抱子產(chǎn)生的兩途徑：①細(xì)胞膜內(nèi)陷；②細(xì)胞壁和細(xì)胞膜內(nèi)陷。

菌落特征：（菌絲間無(wú)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(wú)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(wú)藻膽蛋白，只存在光系統(tǒng)I、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：

①無(wú)細(xì)胞壁（G-）,青霉素不敏感；②能獨(dú)立營(yíng)養(yǎng)的最小生物（當(dāng)然指腐生的）；③害大于利（細(xì)菌、放線菌、

藍(lán)藻都是利大于害）；④比細(xì)菌?。?50nm左右），光鏡下勉強(qiáng)可見(jiàn)；⑤菌落小，“油煎蛋狀”；⑥二等分裂；⑦腐

生或寄生。

2.立克次氏體

①寄生于真核細(xì)胞內(nèi)；②有細(xì)胞壁（小），對(duì)四環(huán)素、青霉素等抗生素敏感；③二等分裂；④可用雞胚、敏感動(dòng)

物或合適的組織培養(yǎng)物如Hela細(xì)胞株作培養(yǎng)基（較特殊）；⑤熱敏感。

3.衣原體

①濾過(guò)性（很?。?、專性細(xì)胞內(nèi)寄生、形成包涵體；②二等分裂；③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；④有細(xì)胞壁（G）,對(duì)青霉素和磺胺敏感；⑤生活史：原體（感染體）一始體（宿主細(xì)胞內(nèi)）一

（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)：①不能進(jìn)行光合作用（異養(yǎng)吸收型）；②抱子繁殖（與放線菌同）；③菌絲體發(fā)達(dá)；④陸生性較強(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：①調(diào)節(jié)胞外溶質(zhì)運(yùn)送到細(xì)胞內(nèi)的滲透屏障；②細(xì)胞壁等大分子成分的生物合成和裝配基地；③

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(kù)，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(wú)崎的線粒體。

「外膜

-內(nèi)膜（形成崎）：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(wú)性生殖：芽殖、裂殖、無(wú)性抱子（節(jié)抱子、擲抱子、厚垣抱子）

2.有性生殖：子囊泡子（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（子囊胞子4個(gè)）

J②營(yíng)養(yǎng)體為n：裂殖、有性生殖（子囊胞子8個(gè)，因?yàn)橛幸淮斡薪z分裂）

[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，子囊胞子兩兩結(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(méi)有發(fā)現(xiàn)有性生殖的酵母菌叫做假酵量，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)有性生殖的霉菌叫生知菌

二、絲狀真菌一一霉菌

1.一般特征：

①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）。②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）。③生產(chǎn)抗生素如青霉素、頭抱霉素。④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（休眠）、菌索（休眠）、匍匐菌絲（根

霉）、菌環(huán)（捕捉線蟲(chóng)）、菌網(wǎng)（捕捉線蟲(chóng)）。

②氣生菌絲的特化形態(tài)（形成各種類型的子實(shí)體）：分生抱子頭、抱子囊、分生泡子器、分生抱子座、擔(dān)子、閉

囊殼、子囊殼、子囊盤(pán)。

其中前四者可產(chǎn)生無(wú)性泡子，后四者可產(chǎn)生有性泡子。

子實(shí)體：指在里面或上面可產(chǎn)生抱子的、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

細(xì)菌酵母菌放線菌霉菌

含水狀態(tài)較濕較濕干燥干燥

透明度稍透明稍透明不透明不透明

與培養(yǎng)基結(jié)合程度不結(jié)合不結(jié)合牢固結(jié)合較牢固結(jié)合

正反面顏色區(qū)別相同相同一般不同一般不同

氣味臭味酒香味泥醒味霉味

由表中特征可看出微生物有無(wú)菌絲對(duì)于菌落特征影響很大。

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)

非細(xì)胞生物《浮病毒

1亞病毒.擬病毒：RNA（不具單獨(dú)侵染性）

航病毒：蛋白質(zhì)

一、病毒

1.特點(diǎn)：①小，電鏡觀察，可過(guò)細(xì)菌濾器。②無(wú)細(xì)胞構(gòu)造（稱分子生物），無(wú)個(gè)體生長(zhǎng)過(guò)程。③主要成分是核酸

（DNA或RNA）和蛋白質(zhì)。④繁殖方式為復(fù)制。⑤活細(xì)胞內(nèi)寄生。⑥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?。?/p>

-最小的能獨(dú)立生活的生物：支原體

2.病毒粒子的構(gòu)造蘆心：DNA或RNA

核衣殼（基本結(jié)構(gòu)）［

病毒粒子《k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

j螺旋對(duì)稱：TMV、狂犬病毒

'二十面體對(duì)稱（即等軸對(duì)稱）：腺病毒、脊髓灰質(zhì)類病毒、①X174噬菌體

I復(fù)合對(duì)稱：T偶數(shù)噬菌體（4、T?、Te）、痘病毒

4.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。可作為鑒定的指標(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(jiàn)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(shuō)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：

dsDNAo

6.噬菌體的繁殖：吸附一侵入一增殖一成熟一裂解

‘烈性噬菌體：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(wú)尾）、絲狀（無(wú)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：

①感染復(fù)數(shù)大，吸附的噬菌體越多（太多可引起自然裂解）；②陽(yáng)離子Ca2\Mg2+、Ba2+等有利于吸附；③一些

輔助因子如色氨酸、生物素有利于吸附；④PH在中性時(shí)有利于吸附；⑤最適生長(zhǎng)溫度有利于吸附。

（2）侵入：尾鞘中少量的溶菌酶（由此可見(jiàn)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(guò)①昆蟲(chóng)刺吸式口器損傷細(xì)胞；②借帶病汁液等植物傷口相接觸；③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(guò)①直接接觸；②細(xì)胞內(nèi)吞（多數(shù)病毒如此）；③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I型：士dsDNA—+mRNA,如T偶數(shù)噬菌體；

第II型：+ssDNA一士dsDNA—+mRNA,如①x174；

第HI型：土dsRNA—>+mRNA如呼腸弧病毒

第IV型：+ssRNA—-ddRNA—+mRNA,如TMV；

第V型：-ssRNA—+mRNA,如水泡性口膜炎病毒；

第VI型：+ssRNA—-DNA一士DNA—+mRNA,如逆轉(zhuǎn)病毒。

上述6種類型可統(tǒng)一為：①合成+mRNA,不管是以DNA還是以RNA為模板的鏈必須是負(fù)鏈，②+RNA本身可

作為mRNA轉(zhuǎn)譯出蛋白質(zhì)，也可通過(guò)第IV、VI類型合成子代+RNA。

+DNA或+RNA是指與mRNA核昔酸序列一致，而-DNA或-RNA是指與mRNA核昔酸序列互補(bǔ)。

（4）成熟（裝配）

裝配過(guò)程是：先形成頭部一再結(jié)合尾部一再裝上尾絲

（5）裂解（釋放）

裝配好的噬菌體在細(xì)胞裂解后釋放出來(lái)，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?？?/p>

見(jiàn)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(huà)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)：①為dsDNA；②具整合能力（處于整合態(tài)的噬菌體核酸，稱作前噬菌體）；③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)：①自發(fā)裂解（頻率極低）；②誘導(dǎo)；③免疫性；④復(fù)愈（非溶源化）；⑤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?。≒STD）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.骯病毒

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(jiàn)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(jiàn)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(wàn)，中國(guó)約84萬(wàn)（2005年數(shù)據(jù)）

5.狂犬?。河煽袢《疽鸬模环N弧狀病毒，ssRNA,有包膜。

6.瘋牛?。阂环N骯病毒引起的疾病。

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、芽抱，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、芽抱抗原。

由上可見(jiàn)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。

【練習(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2X3X

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(wú)機(jī)鹽和水（如果說(shuō)五要素則把能源除開(kāi)）。

自養(yǎng)微生物和自養(yǎng)植物是不需要生長(zhǎng)因子（維生素）的。

自養(yǎng)微生物和自養(yǎng)植物的碳源和氮源都是無(wú)機(jī)物，但異養(yǎng)微生物的氮源也可是無(wú)機(jī)氮化物。

1.碳源

①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。②自養(yǎng)微生物只能利用COz或碳酸

鹽作為唯一碳源。

2.氮源

能被微生物利用的有：①有機(jī)氮化物及其降解產(chǎn)物可作氮源；②無(wú)機(jī)氮化合物；③分子氮。

氮源一般不作能源，少數(shù)自養(yǎng)微生物利用鍍鹽，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、錢鹽、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

一數(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)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(lái)劃分的自養(yǎng)型和異養(yǎng)型區(qū)分開(kāi)來(lái)。

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

①化學(xué)本質(zhì)：有機(jī)物；②種類：維生素、氨基酸、堿基、嚇琳及衍生物、笛醇、胺類、C4?C6分支或直鏈脂肪

酸；③作用：調(diào)節(jié)代謝；④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(guò)量合成型微生物，也

屬野生型）；⑤常見(jiàn)的可提供生長(zhǎng)因子的天然物質(zhì)有酵母膏、蛋白陳、肝浸液、玉米漿、麥芽汁等。

5.無(wú)機(jī)鹽

除C、N源以外的一些重要元素（當(dāng)然H、0也要除開(kāi)）,一般來(lái)說(shuō)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(wú)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K2HPO4及MgSO4以補(bǔ)充四種大量的無(wú)機(jī)鹽即P、S、K、Mg?

6.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(lái)還原CO2以合成糖類如藍(lán)細(xì)菌、

硝化細(xì)菌。

思考題：有哪些自養(yǎng)微生物不利用水中的氫還原COz?

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(lái)不同的類型及實(shí)例。值得一提的是紅螺菌若以C02

為碳源則為光能自養(yǎng)型，若以有機(jī)物為碳源，則為光能異養(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(guò)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(guò)

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(méi)有單列出來(lái)，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?、胞吐作用在此不作介紹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(lái)培養(yǎng)微生物（當(dāng)然少數(shù)種類無(wú)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：H2O>C源〉N源>P、S>K、Mg>生長(zhǎng)因子。

一般地說(shuō)，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（0

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7.0~8.0,放線菌7.5~8.5,酵母菌3.8~6.0,霉菌4.0~5.8,藻類

6.0?7.0,原生動(dòng)物6.0?8.0,可見(jiàn)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。調(diào)節(jié)培養(yǎng)基PH

可用磷酸緩沖液如K2HPO4/KH2P。4或CaCC）3作為備用堿進(jìn)行調(diào)節(jié)，也可用NaHCCh調(diào)節(jié)。

2.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)菌的葡萄糖鐵鹽培養(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中提取出來(lái)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0.5%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（1~2%）或明膠（5%?12%）也可加硅膠或用醋酸纖維薄膜。無(wú)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(lái)，你怎樣判斷它們各用來(lái)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(lái)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細(xì)菌和一些難培養(yǎng)的G-

菌，從這一點(diǎn)來(lái)看，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(guò)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(wú)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(wú)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(wú)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(guò)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）、無(wú)氧呼吸和發(fā)酵

的三種類型。

（1）有氧呼吸：①遞氫和受氫都在有氧條件下；②具完整的呼吸鏈；③最終氫受體是氧氣；④高效產(chǎn)能。

（2）無(wú)氧呼吸：①氫受體為無(wú)機(jī)氧化物（個(gè)別為有機(jī)氧化物）；②產(chǎn)能效率低；③遞氫的是部分呼吸鏈；④氫

受體為無(wú)機(jī)氧化物的無(wú)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；⑤

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(lái)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(wú)氧條件下，底物脫氫后所產(chǎn)生的還原力不經(jīng)過(guò)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)能反應(yīng)。（注意與無(wú)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。①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。②通過(guò)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C02等產(chǎn)物。（同型乳酸發(fā)酵產(chǎn)物只為乳酸）；

③由ED途徑進(jìn)行的發(fā)酵（細(xì)菌酒精發(fā)酵）；④由氨基酸發(fā)酵產(chǎn)能一一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(guò)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)ATP和產(chǎn)還原力

在光能自養(yǎng)微生物中，ATP是通過(guò)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

NH4\N02>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），才能用于COz的還原，而氫供體也可從NHJ、HzS、a等無(wú)機(jī)物中獲得。

化能自養(yǎng)微生物的能量代謝特點(diǎn)：①無(wú)機(jī)底物的氧化直接與呼吸鏈發(fā)生聯(lián)系；②氫或電子可從任一組分直接進(jìn)

入呼吸鏈；③產(chǎn)能效率即P/0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「核生物：藻類及其他綠色植物

光能營(yíng)養(yǎng)型生物■&核生物：藍(lán)細(xì)菌

-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：①電子傳遞途徑屬非循環(huán)式；②在有氧條件下進(jìn)行；③含PSI和

PSII兩個(gè)光合系統(tǒng)；④PSH產(chǎn)ATP和氧氣，PSI產(chǎn)還原力，還原為NADPH2中的［H］來(lái)自HzO分子的光解產(chǎn)物H+和

電子。

（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：①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；②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）；③還原力來(lái)自H2s等無(wú)機(jī)氫供體，故不產(chǎn)生氧（在供應(yīng)ATP條件下，能使外源氫供體逆電子流產(chǎn)

還原力）。

（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)。2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(guò)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

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(lái)

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CO2固定

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CO2固定，CO2固定的途

徑有四條即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。本途徑特有的酶

有1,5-二磷酸核酮糖竣化酶核磷酸核酮糖激酶，本循環(huán)分3個(gè)階段即峻化階段、還原階段、CO?受體再生階段。

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（N2：ATP=1：18?24）；（2）還原力及傳遞載體（N?：田］=1：8）；（3）固氮

酶（由鋁鐵蛋白及鐵蛋白組成，固氮酶對(duì)氧高度敏感）；（4）還原底物（N2）；（5）鎂離子；（6）嚴(yán)格的厭氧微

環(huán)境（但固氮生物多為好氧菌）

測(cè)定固氮酶活力的方法：乙快還原法。

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：①呼吸保護(hù)；②構(gòu)象保護(hù)

（2）藍(lán)細(xì)菌固氮酶的抗氧保護(hù)機(jī)制：①分化出特殊的還原性異形胞；②非異形胞藍(lán)細(xì)菌中有的可錯(cuò)開(kāi)固氮作用

和光合作用，有的失去psn（PSn是可產(chǎn)氧的）。

（3）豆科植物根瘤菌則通過(guò)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”核甘酸。

(2)在細(xì)胞膜上“park”核昔酸合成肽聚糖單體，這一過(guò)程需要類脂載體，即細(xì)菌菇醇的運(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)③④

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(méi)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(guò)濾法測(cè)定，一般干重為濕重的10%?20虬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(lái)測(cè)。

④生理指標(biāo)法：通過(guò)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(lái)說(shuō)，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)生的胞子。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（如霉菌泡子或紅細(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)考試中?？迹笸瑢W(xué)們必須掌握。

間接法：為活菌計(jì)數(shù)法（直接法中活菌、死菌皆被統(tǒng)計(jì)）。

③液體稀釋法：對(duì)未知的菌樣作連續(xù)的10倍梯度稀釋，取適宜3個(gè)連續(xù)稀釋液各5磯分別各分裝入5個(gè)（共15

個(gè)）裝由培養(yǎng)液的試管中，培養(yǎng)后，記錄每個(gè)稀釋度（已培養(yǎng)5管）出現(xiàn)生長(zhǎng)的試管數(shù)，查MPN表，根據(jù)樣品的稀釋

倍數(shù)可計(jì)算出活菌含量。

④平板菌落計(jì)數(shù)法：最常用的活菌計(jì)數(shù)法，取一定體積的稀釋菌液與合適的固體培養(yǎng)基在其凝固前均勻混合，

或涂布于已凝固的固體培養(yǎng)基平板上。缺點(diǎn)是：a、技術(shù)要求高；b、對(duì)嚴(yán)格厭氧菌的計(jì)數(shù)不適用。

⑤美藍(lán)等特殊染料染色后，在顯微鏡下進(jìn)行活菌計(jì)數(shù)。

二、微生物的生長(zhǎng)規(guī)律

1.同步生長(zhǎng)：通過(guò)同步培養(yǎng)而使細(xì)胞群體處于分裂步調(diào)一致的狀態(tài)，就稱同步生長(zhǎng)。

獲得同步生長(zhǎng)的方法：①誘導(dǎo)法；②選擇法（選擇性過(guò)濾或梯度離心，又叫機(jī)械篩選法）。

同步生長(zhǎng)的細(xì)菌，在培養(yǎng)過(guò)程中會(huì)很快喪失其同步性。

2.典型生長(zhǎng)曲線（適合于單細(xì)胞微生物）

生長(zhǎng)速率常數(shù)：指每小時(shí)分裂的代數(shù)（用R表示）

根據(jù)R的不同可把典型生長(zhǎng)曲線分成延滯期、指數(shù)期、穩(wěn)定期和衰亡期。（從教材P153圖6-1的兩條曲線分析

四個(gè)時(shí)期的特點(diǎn)）

（1）延滯期（又稱停滯期、調(diào)整期或適應(yīng)期）

本期特點(diǎn)為：①生長(zhǎng)速率常數(shù)R為。（因此期細(xì)胞未繁殖）；②細(xì)胞形態(tài)變大或增大；③RNA尤其是rRNA含量增

高；④合成代謝活躍，易產(chǎn)生誘導(dǎo)酶（視培養(yǎng)條件而定）；⑤對(duì)外界不良條件敏感。

影響延滯期長(zhǎng)短的因素有菌種、接種齡（對(duì)數(shù)期接種齡的〈穩(wěn)定期的〈延滯期、衰亡期的，這是不難理解的）、

接種量（接種量大的〈接種量小的）、培養(yǎng)基成分（營(yíng)養(yǎng)豐富的較短）。

延滯期的出現(xiàn)可能是暫時(shí)缺酶（特別是誘導(dǎo)酶）或中間代謝產(chǎn)物。

（2）指數(shù)期（又稱對(duì)數(shù)期）

特點(diǎn)：①R最大（R>0且為一常數(shù)）故代謝時(shí)間最短；②細(xì)胞平衡生長(zhǎng)（菌體各部分的成分均勻，故生物學(xué)性狀

最典型）；③酶系活躍，代謝旺盛。

影響指數(shù)期代謝時(shí)間的因素：①菌種；②營(yíng)養(yǎng)成分（營(yíng)養(yǎng)物豐富的代時(shí)短）；③營(yíng)養(yǎng)物

濃度：營(yíng)養(yǎng)物濃度較低時(shí)可影響生長(zhǎng)速率和最大收獲量（該營(yíng)養(yǎng)物為生長(zhǎng)限制因子），營(yíng)養(yǎng)

物濃度高時(shí)，只影響最大收獲量，而不影響生長(zhǎng)速率；④培養(yǎng)溫度。

指數(shù)期的應(yīng)用：①代謝、生理等研究的良好材料；②是增殖噬菌體的最適宿主菌齡；③發(fā)酵生產(chǎn)中用作“種

子”的最佳種齡；④是誘變的最佳時(shí)期。

（3）穩(wěn)定期（恒定期，最高生長(zhǎng)期）

特點(diǎn)：①R=0（并不能說(shuō)沒(méi)有繁殖，而是新繁殖數(shù)=衰亡數(shù)）；②菌體產(chǎn)量最高；③開(kāi)始貯存糖原、異染顆粒和脂

肪等貯藏物；④并砧形成芽泡；⑤并施合成抗生素等次生代謝產(chǎn)物。

穩(wěn)定期到來(lái)的原因：①營(yíng)養(yǎng)物尤其是生長(zhǎng)限制因子的耗盡；②營(yíng)養(yǎng)物的比例失調(diào)；③有害代謝產(chǎn)物（如酸、醇、

毒素、H◎等）的積累；④PH、氧化還原勢(shì)等物化條件越來(lái)越不適宜。

穩(wěn)定期是生產(chǎn)菌體或與菌體生長(zhǎng)相平行的代謝產(chǎn)物的最佳收獲期；也是對(duì)維生素、堿

基、氨基酸等進(jìn)行生物測(cè)定的最佳測(cè)定時(shí)期。

思考題：延滯期和穩(wěn)定期的R均為0,這兩者的含義是一樣的嗎？

（4）衰亡期

特點(diǎn)：①R<0（不是沒(méi)有繁殖，而是新繁殖數(shù)（死亡數(shù)）；②細(xì)胞形態(tài)多樣（如膨大、退化）；③有的發(fā)生自溶；

④抗生素等次生代謝產(chǎn)物的合成；⑤芽泡的釋放。

次生代謝產(chǎn)物穩(wěn)定期開(kāi)始合成，衰亡期大量合成；芽胞在穩(wěn)定期開(kāi)始形成，衰亡期則

釋放。

3.微生物的連續(xù)培養(yǎng)

連續(xù)培養(yǎng)是相對(duì)于典型生長(zhǎng)曲線所采用的單批培養(yǎng)而言的，要點(diǎn)是防止單批培養(yǎng)中穩(wěn)定期到來(lái)的原因出現(xiàn)。

三、影響微生物生長(zhǎng)的主要因素

1.溫度

生長(zhǎng)溫度三基點(diǎn)：最低生長(zhǎng)溫度、最適生長(zhǎng)溫度和最高生長(zhǎng)溫度。

2.氧氣

依據(jù)微生物與氧的關(guān)系，可把微生物分為：好氧菌和厭氧菌，其中好氧菌又分為專性好氧菌、兼性厭氧菌、微

好氧菌，厭氧菌又分為耐氧菌和專性厭氧菌，列表比較如下:

呼吸SOD過(guò)氧化過(guò)氧化能量來(lái)源舉例

鏈氫酶物酶

專性好VVVX有氧呼吸多數(shù)真菌、