【正文】 糖原碳及能源類 聚β羥丁酸（PHB）：貯藏能量、碳源和降滲透壓。（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（要特別關(guān)注）：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所；②氧化磷酸化或光合磷酸化的產(chǎn)能基地；③許多酶（如β半乳糖苷酶、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。⑦磷壁酸的功能（G+）a、 帶負(fù)電荷可與Mg2+ 等陽離子結(jié)合，提高離子強(qiáng)度。短肽尾：連在N乙酰胞壁酸（M）分子上。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)。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?？捎孟聢D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?；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）。注意：①二等分裂式繁殖，不能簡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。 （ ） 微生物都是單倍體。 （世界衛(wèi)生組織）宣布天花在地球上絕跡。 液體培養(yǎng)基中細(xì)菌細(xì)胞濃度一般只能達(dá)到108~109個(gè)/mL。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：細(xì)胞工程酶工程生物反應(yīng)器工程 四、幾個(gè)重要數(shù)據(jù) 正常人腸道中的微生物重量約等于糞便干重的1/3。類病毒（Diener，1971）；擬病毒（Gibbs，1983）11983～1984 Mullis 建立PCR技術(shù)。 (英) 發(fā)現(xiàn)青霉素(第一個(gè)有實(shí)用意義的抗生素)。 巴斯德（法國） (1) 提出了生命只能來自生命的胚種學(xué)說，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；著名的曲頸瓶試驗(yàn)無可辯駁地證實(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?。?3) 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 柯赫（德國）（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 → 營養(yǎng)明膠 → 營養(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；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。 三大特點(diǎn)：個(gè)體小（，以μm為單位）；結(jié)構(gòu)簡單；進(jìn)化地位低等。 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。 伊凡諾夫斯基（俄國） 煙草花葉病毒的發(fā)現(xiàn)者（結(jié)晶提純的是Stanley）。 1977 Woese提出古生菌是不同于細(xì)菌和真核生物的特殊類群。11995 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。 微生物一般為單倍體。 微生物一般為幾μm到幾十μm。[練習(xí)]各種酒按釀制原理大體上可分為 、 、 和 四個(gè)類型。 （ ） 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)。2．細(xì)菌的形態(tài)球狀——球菌：較常見桿狀——桿菌：最常見 弧菌：螺旋不滿一環(huán)螺旋狀——螺旋菌 螺菌：螺旋2～6環(huán) （最少） 螺旋體：螺旋6環(huán)以上特殊的：三角形、方形、圓盤形。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。脫色后乙菌紫色易被洗脫而成為無色菌體，甲菌不易被洗脫仍為紫色。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。④結(jié)構(gòu)：G+ 細(xì)胞壁由肽聚糖層和周質(zhì)空間組成，G—細(xì)胞壁由外壁層、肽聚糖層（內(nèi)壁層）和周質(zhì)空間組成。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丙氨酸的羧基相連，其羧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。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O特異側(cè)鏈三部分組成。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)。 藻青素、藻青蛋白：藍(lán)細(xì)菌含有，光合色素貯藏物 氮源類 核糖體（70s） 異染粒：貯磷、降低滲透壓 羧化體：化能自養(yǎng)菌內(nèi)含物為RUBP羧化酶（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。都與鞭毛運(yùn)動(dòng)有關(guān)）。菌毛：①纖細(xì)，中空，短直、數(shù)量多，使細(xì)菌黏附物體上（G中常見，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。 孢外壁③芽孢 芽孢衣：含角蛋白，抗酶解，抗藥物，陽離子不易透過 皮層：含芽孢肽聚糖及DPA—Ca，體積大，滲透壓高 核心：分芽孢壁（可發(fā)育為新細(xì)胞壁）、芽孢膜（可發(fā)育為新細(xì)胞膜）芽孢質(zhì)、核區(qū)四部分。濕熱滅菌一般為121℃，10～15分鐘可殺死芽孢，干熱滅菌須在150～160℃下維持1～2小時(shí)，才可殺死芽孢。二、放線菌（G+）1．概念：是一類呈菌絲狀生長，主要以孢子繁殖和陸生性強(qiáng)的原核生物，革蘭氏染色陽性。菌落特征：（菌絲間無毛細(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。四、支原體、立克次氏體和衣原體（G—）1．支原體：①無細(xì)胞壁（G—），青霉素不敏感；②能獨(dú)立營養(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；⑤菌落小，“油煎蛋狀”；⑥二等分裂；⑦腐生或寄生。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所。外膜內(nèi)膜（形成嵴）：電子傳遞和氧化磷酸化基質(zhì)：有TCA循環(huán)的酶系。④植物傳染性病害的主要病原微生物。子實(shí)體：指在里面或上面可產(chǎn)生孢子的、有一定形狀的任何構(gòu)造。②無細(xì)胞構(gòu)造（稱分子生物），無個(gè)體生長過程。⑥對(duì)抗生素不敏感，對(duì)干擾素敏感。可作為鑒定的指標(biāo)（純種分離及計(jì)數(shù)）?？梢娛删吲c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)。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。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最適生長溫度有利于吸附。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。（3）增殖：包括核酸的復(fù)制和蛋白質(zhì)的生物合成。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→177。（4）成熟（裝配）裝配過程是：先形成頭部→再結(jié)合尾部→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，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。分潛伏期、裂解期和平穩(wěn)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)。（2）溶源菌核基因組上整合有前噬菌體并能正常生長繁殖而不被裂解的細(xì)菌，叫溶源菌。3．朊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。4．艾滋?。河蒆IV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)）。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、芽孢，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、芽孢抗原。（ ）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。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。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。3．能源：根據(jù)能源不同微生物可分為光能營養(yǎng)型和化能營養(yǎng)型。思考題：有哪些自養(yǎng)微生物不利用水中的氫還原CO2？二、微生物的營養(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注意一些與原來不同的類型及實(shí)例。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，沒有單列出來，其實(shí)乳糖和氨基酸的運(yùn)輸屬協(xié)同運(yùn)輸。培養(yǎng)基中所需要營養(yǎng)物質(zhì)的10倍序列遞減趨勢(shì)是：H2O﹥C源﹥N源﹥P、S﹥K、Mg﹥生長因子。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。如培養(yǎng)E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。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。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。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)無機(jī)物。3．ED途徑又稱2酮3脫氧6磷酸葡萄糖酸。關(guān)于四條途徑產(chǎn)能效率請(qǐng)參考教材P109表52，要分析不同情況產(chǎn)能的差異。（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)酵僅是指在無氧條件下，底物脫氫后所產(chǎn)生的還原力不經(jīng)過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)。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CO2等產(chǎn)物。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。（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還原力來自H2S等無機(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）。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。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。特點(diǎn)是固定CO2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。固氮菌可分為自生固氮菌、共生固氮菌和聯(lián)合固氮菌。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”核苷酸。4．次生代謝物的合成次生代謝物指某些微生物生長到穩(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。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)來測(cè)。直接法①比例計(jì)數(shù)法：此法較粗放。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5mL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。二、微生物的生長規(guī)律1．同步生長：通過同步培養(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。（從教材P153圖61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生長速率常數(shù)R為0（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。影響指數(shù)期代謝時(shí)間的因素：①菌種；②營養(yǎng)成分（營養(yǎng)物豐富的代時(shí)短）；③營養(yǎng)物濃度：營養(yǎng)物濃度較低時(shí)可影響生長速率和最大收獲量（該營養(yǎng)物為生長限制因子），營養(yǎng)物濃度高時(shí)，只影響最大收獲量，而不影響生長速率；④培養(yǎng)溫度。穩(wěn)定期是生產(chǎn)菌體或與菌體生長相平行的代謝產(chǎn)物的最佳收獲期；也是對(duì)維生素、堿基、氨基酸等