【正文】 c phage）：感染宿主細(xì)胞后不能完成復(fù)制循 環(huán)，噬菌體基因組長(zhǎng)期存在于宿主細(xì)胞內(nèi)，沒有成熟噬菌體產(chǎn)生。由于溶源菌在細(xì)胞分裂過程中有極少數(shù)個(gè)體會(huì)引起自發(fā)裂解，其釋放的噬菌體可不斷侵染溶源菌菌落周圍的指示菌菌苔，于是就形成了一個(gè)個(gè)中央有溶源菌的小菌落，四周有透明圈圍著的這種獨(dú)特噬菌斑。目前只在植物體中發(fā)現(xiàn)。 營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的功能： 提供結(jié)構(gòu)物質(zhì)、提供能量、調(diào)節(jié)代謝、穩(wěn)定生理環(huán)境。（二）碳源（carbon source） 定義：凡是可以作為微生物細(xì)胞結(jié)構(gòu)或代謝產(chǎn)物中碳架來源的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，稱為碳源。 銨鹽是絕大部分微生物的有效氮源，吸收后能被直接被利用。有利于代謝產(chǎn)物的形成。在能源中，有些具體營(yíng)養(yǎng)物可以同時(shí)兼有幾種營(yíng)養(yǎng)要素的功能如還原態(tài)的無機(jī)物NH4+即是能源又是氮源，是雙功能營(yíng)養(yǎng)物，而氨基酸則即是碳源、氮源、也是能源，是三功能營(yíng)養(yǎng)物，而光輻射只提供能源，是單功能營(yíng)養(yǎng)物。 生理功能 參與細(xì)胞結(jié)構(gòu)物質(zhì)的組成；參與酶的組成及調(diào)節(jié)酶的活性；參與能量轉(zhuǎn)移；調(diào)節(jié)并維持細(xì)胞滲透壓的平衡；作為某些微生物的能源物質(zhì)大量元素：凡是生長(zhǎng)所需濃度在106 ～104mol／L范圍內(nèi)的元素 微量元素：凡所需濃度在106～108mol／L范圍內(nèi)的元素 二、微生物的營(yíng)養(yǎng)類型 營(yíng)養(yǎng)類型是指根據(jù)微生物生長(zhǎng)所需要的主要營(yíng)養(yǎng)要素即能源和碳源的不同，而劃分的微生物類型。不消耗能量 促進(jìn)擴(kuò)散特點(diǎn)：物質(zhì)運(yùn)輸動(dòng)力是細(xì)胞內(nèi)外的濃度差。主動(dòng)運(yùn)送是逆濃度梯度運(yùn)送營(yíng)養(yǎng)物的方式，對(duì)許多生存在低濃度營(yíng)養(yǎng)環(huán)境中的貧養(yǎng)菌（oligophyte，或稱寡養(yǎng)菌）的生存極為重要。碳源、氮源、無機(jī)鹽、能源、生長(zhǎng)因子、水是六大營(yíng)養(yǎng)要素 （一）培養(yǎng)基的要素工業(yè)微生物研究和和實(shí)驗(yàn)室中的無數(shù)培養(yǎng)基必須具備如下五個(gè)要素:（1）營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)：要素：H2O＞ C源+能源 ＞N 源 ＞P、S＞ K、Mg＞生長(zhǎng)因子 含量：(～101) (～102)藻類： pH ~： pH ~:從外界流加酸或堿液，以調(diào)整培養(yǎng)液的方法。（二）培養(yǎng)基的類型按基質(zhì)的來源（天然培養(yǎng)基、組合培養(yǎng)基、半組合培養(yǎng)基） （1）天然培養(yǎng)基 優(yōu)點(diǎn)：營(yíng)養(yǎng)豐富、種類多樣、配制方便、價(jià)格低廉 。高氏一號(hào)培養(yǎng)基、察氏培養(yǎng)基等。 按物理狀態(tài) 根據(jù)固體的性質(zhì)又可把它分為4種類型：(1) 固化培養(yǎng)基：常用的凝固劑：瓊脂、明膠、海藻酸鈉、脫乙酰吉蘭糖膠、多聚醇F127等。若把濾膜制成圓片覆蓋在營(yíng)養(yǎng)瓊脂或浸有營(yíng)養(yǎng)液的纖維素襯墊上，就形成了具有固體培養(yǎng)基性質(zhì)的培養(yǎng)條件。牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基是最常用的（1）種子培養(yǎng)基 為了在較短時(shí)間內(nèi)獲得數(shù)量較多的強(qiáng)壯而整齊的種子細(xì)胞，需要使用種子培養(yǎng)基。發(fā)酵培養(yǎng)基適用于合成發(fā)酵產(chǎn)物的培養(yǎng)基。B、選擇性培養(yǎng)基 ②抑制性選擇培養(yǎng)基 （5）鑒別性培養(yǎng)基菌體常帶H+，故可染上酸性染料伊紅，又因伊紅和美藍(lán)結(jié)合，所以菌落染上深紫色，從菌落表面的反射光中還可看到綠色金屬閃光。純培養(yǎng)的分離方法 單細(xì)胞挑取法 選擇培養(yǎng)基分離法 稀釋傾注平板法 稀釋涂布平板法 平板劃線分離法 一、微生物生長(zhǎng)的測(cè)定微生物生長(zhǎng)：?jiǎn)挝粫r(shí)間里微生物數(shù)量或生物量（Biomass）的變化。(2)生理指標(biāo)法 常用于對(duì)微生物的快速鑒定與檢測(cè)。 （二）計(jì)繁殖數(shù) 單細(xì)胞狀態(tài)的細(xì)菌和酵母菌——計(jì)算各個(gè)體的數(shù)目 放線菌和霉菌等絲狀生長(zhǎng)的微生物——計(jì)算其孢子數(shù) (1) 計(jì)數(shù)板直接計(jì)數(shù)法 指采用計(jì)數(shù)板（細(xì)菌計(jì)數(shù)板或血球計(jì)數(shù)板），在光學(xué)顯微鏡下直接觀察微生物細(xì)胞并進(jìn)行計(jì)數(shù)的方法?？煞謩e對(duì)活菌和死菌進(jìn)行計(jì)數(shù)。例：美藍(lán)染色酵母 活細(xì)胞→無色 死細(xì)胞→藍(lán)色 最常用的是菌落計(jì)數(shù)法（colonycounting methods）。(3)厭氧菌的菌落計(jì)數(shù)法 二、微生物個(gè)體細(xì)胞的生長(zhǎng)細(xì)菌的生長(zhǎng) 在微生物學(xué)中提到的“生長(zhǎng)”，均指群體生長(zhǎng)。細(xì)胞內(nèi)RNA尤其是rRNA含量增高； ④ 合成代謝十分活躍，核糖體、酶類和ATP合成加速，易產(chǎn)生各種誘導(dǎo)酶；⑤ 對(duì)外界不良條件敏感，如NaCI溶液濃度、溫度和抗生素等理化因素反應(yīng)敏感。 （ stationary phase）又稱恒定期或最高生長(zhǎng)期。 (1)細(xì)胞內(nèi)開始積聚糖原、異染顆粒和脂肪等內(nèi)含物； ③ 酸、醇、毒素或H2O2等有害代謝產(chǎn)物的累積；D、延長(zhǎng)穩(wěn)定生長(zhǎng)期的方法： （4）衰亡期（ decline phase或death phase）A、衰亡期的特點(diǎn)：①個(gè)體死亡的速度超過新生的速度，整個(gè)群體呈負(fù)生長(zhǎng)；②細(xì)胞形態(tài)多樣，常可見畸形和衰退型的細(xì)胞；③細(xì)菌代謝活性降低，細(xì)菌衰老并出現(xiàn)菌體自溶；④有些微生物在衰亡期產(chǎn)生或釋放對(duì)人類有用的次生代謝物，如氨基酸、轉(zhuǎn)化酶、外肽酶、抗生素等；⑤產(chǎn)芽孢桿菌在此期中釋放芽孢。 外界環(huán)境對(duì)繼續(xù)生長(zhǎng)越來越不利，從而引起細(xì)胞內(nèi)的分解代謝大大超過合成代謝，繼而導(dǎo)致菌體死亡。同步培養(yǎng)物：通過同步培養(yǎng)方法獲得的細(xì)胞被稱為同步細(xì)胞或同步培養(yǎng)物。②過濾分離法：將不同步的細(xì)胞培養(yǎng)物通過孔徑大小不同微孔濾器，從而將大小不同的細(xì)胞分開，分別將濾液中的細(xì)胞取出進(jìn)行培養(yǎng)，獲得同步細(xì)胞。硝酸纖維素濾膜法是最經(jīng)典的獲得同步生長(zhǎng)的方法同步生長(zhǎng)往往只能維持23個(gè)世代，隨后又逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)殡S機(jī)生長(zhǎng)。在整個(gè)培養(yǎng)過程中，根據(jù)培養(yǎng)器內(nèi)微生物的生長(zhǎng)密度，并借光電控制系統(tǒng)來控制培養(yǎng)液流速，以取得菌體密度高、生長(zhǎng)速度恒定的微生物細(xì)胞的連續(xù)培養(yǎng)。這種產(chǎn)生ATP等高能分子的方式稱為底物水平磷酸化底物水平磷酸化既存在于發(fā)酵過程中也存在于呼吸過程中。電子通過FAD呼吸鏈傳遞時(shí)，因?yàn)橹挥卸幠芘cADP磷酸化相偶聯(lián)，故僅產(chǎn)生2分子ATP。該學(xué)說認(rèn)為，在氧化磷酸化過程中，通過呼吸鏈有關(guān)酶系的作用，可將底物分子上的質(zhì)子從膜的內(nèi)側(cè)傳遞到膜的外側(cè)，從而造成了膜兩側(cè)質(zhì)子分布不均勻，此即質(zhì)子動(dòng)勢(shì)的由來，也是合成ATP的能量來源。頭部是ATP合成酶的催化中心，它有3個(gè)催化亞基（β亞基）。進(jìn)行光合作用的生物體除了綠色植物外，還包括光合微生物，如藻類、藍(lán)細(xì)菌和光合細(xì)菌等。 光合磷酸化反應(yīng)只發(fā)生在能進(jìn)行光合作用的細(xì)胞中，分為循環(huán)式和非循環(huán)式兩種。循化式光合磷酸化的代表是紅螺菌目紅螺菌科的紅螺菌。（3）嗜鹽菌紫膜的光介導(dǎo)ATP合成 這是一種直至1970年代才發(fā)現(xiàn)的、只在嗜鹽菌中才有的無葉綠素或菌綠素參與的獨(dú)特光合作用。脫氫的主要途徑（1）EMP途徑EMP途徑又稱糖酵解途徑或己糖二磷酸途徑，是絕大多數(shù)生物所共有的一條主流代謝途徑，因而也是酵母菌、真菌和多數(shù)細(xì)菌所具有的代謝途徑，對(duì)于專性厭氧（無氧呼吸）微生物來說，EMP途徑是產(chǎn)能的唯一途徑。丙酮酸是EMP途徑的關(guān)鍵產(chǎn)物，由它出發(fā)，在不同微生物中可進(jìn)入不同發(fā)酵途徑，產(chǎn)生乙醇、乳酸、甘油、丙酮、和丁醇等發(fā)酵產(chǎn)物，可通過工業(yè)發(fā)酵手段大規(guī)模生產(chǎn)這些代謝產(chǎn)物。HMP途徑在微生物生命活動(dòng)中的重要意義：①供應(yīng)合成原料：為核苷酸和核酸的生物合成提供磷酸戊糖；反應(yīng)中的4磷酸赤蘚糖可用于合成芳香族氨基酸，如苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸和組氨酸；②產(chǎn)生大量的NADPH2形式的還原劑，它不僅可供合成脂肪酸、固醇等重要細(xì)胞物質(zhì)之需，而且可通過呼吸鏈產(chǎn)生大量能量，這些都是EMP途徑和TCA所無法完成的；③如果微生物對(duì)戊糖的需要超過HMP途徑的正常供應(yīng)時(shí)，可通過EMP途徑與本途徑在1，6二磷酸果糖和3磷酸甘油醛處的連接來加以調(diào)劑；④由于反應(yīng)中存在著C3－C7的各種糖，使具有HMP途徑的微生物的碳源利用范圍更廣，例如它們可利用戊糖作碳源；⑤作為固定CO2的中介。n ED途徑在革蘭氏陰性菌中分布較廣n ED途徑可不依賴于EMP與HMP而單獨(dú)存在n ED途徑不如EMP途徑經(jīng)濟(jì)。優(yōu)點(diǎn)：①代謝速率高；②產(chǎn)物轉(zhuǎn)化率高；③菌體生成少；④代謝副產(chǎn)物少；⑤發(fā)酵溫度較高；⑥不必定期供養(yǎng)。根據(jù)代謝產(chǎn)物和代謝途徑不同，有各種不同的發(fā)酵類型，以下幾種發(fā)酵最重要研究得最清楚乙醇發(fā)酵 乳酸發(fā)酵 混合酸發(fā)酵 丙酮丁醇發(fā)酵1．乙醇發(fā)酵 酵母菌型乙醇發(fā)酵（由EMP途徑中丙酮酸出發(fā)的發(fā)酵） 參與微生物：酵母菌：同型乳酸發(fā)酵 異型乳酸發(fā)酵指乳酸菌將G分解產(chǎn)生的丙酮酸逐漸還原成乳酸的過程細(xì)菌積累乳酸的過程是典型的乳酸發(fā)酵。青貯飼料中短乳桿菌發(fā)酵即為異型乳酸發(fā)酵。（以EMP途徑為基礎(chǔ)）n 某些細(xì)菌通過發(fā)酵將G變成琥珀酸，乳酸甲酸、H2和CO2等多種代謝產(chǎn)物。3羥基丁酮在堿性條件下被空氣中的氧氧化成乙二酰，它能與試劑中精氨酸的胍基反應(yīng)生成紅色化合物?；|(zhì)是被氧化的基質(zhì)同時(shí)又是電子受體。在無氧條件下，經(jīng)電子傳遞鏈最終將電子傳遞給環(huán)境中的一些氧化態(tài)得化合物，實(shí)現(xiàn)能量的釋放過程。例如，葡萄糖通過EMP途徑可分解為2個(gè)丙酮酸，反之，2個(gè)丙酮酸也可通過EMP途徑的逆轉(zhuǎn)而合成1個(gè)葡萄糖，此即葡糖異生作用。通過這種機(jī)制，一旦重要產(chǎn)能途徑中的某種關(guān)鍵中間代謝物必須被大量用作生物合成原料而抽走時(shí)，仍可保證能量代謝的正常進(jìn)行。肽聚糖的生物合成過程復(fù)雜，步驟多，而且合成部位幾經(jīng)轉(zhuǎn)移，為此把肽聚糖的生物合成分三個(gè)階段：n 細(xì)胞質(zhì)中 細(xì)胞膜上 細(xì)胞膜外因?yàn)殡木厶堑暮铣刹课粠捉?jīng)轉(zhuǎn)移，所以合成過程中必須要有能夠轉(zhuǎn)運(yùn)與控制肽聚糖結(jié)構(gòu)元件的載體參與：①尿嘧啶二磷酸（UDP）②細(xì)菌萜醇（類脂載體）（1）在細(xì)胞質(zhì)中的合成①由葡萄糖合成N乙酰葡糖胺和N乙酰胞壁酸；②由N乙酰胞壁酸合成“Park ”核苷酸，既UDPN乙酰胞壁酸五肽。類脂載體除在細(xì)菌肽聚糖的合成中具有重要作用外，還可參與各類微生物多種胞外多糖和脂多糖的生物合成，包括細(xì)菌的磷壁酸、脂多糖，細(xì)菌和真菌的纖維素，以及真菌的幾丁質(zhì)和甘露聚糖等。青霉素的結(jié)構(gòu)和D丙氨酰D丙氨酸的結(jié)構(gòu)相似，因而競(jìng)爭(zhēng)轉(zhuǎn)肽酶的活力中心 。微生物的生長(zhǎng)溫度范圍 應(yīng)該著重指出，最適生長(zhǎng)溫度不一定是一切代謝活動(dòng)的最好溫度 最低生長(zhǎng)溫度 最高生長(zhǎng)溫度 最適生長(zhǎng)溫度 致死溫度對(duì)同一種微生物來說，其不同的生理生化過程有著不同的最適溫度。同樣，發(fā)酵速度與代謝產(chǎn)物積累量之間也有 對(duì)不同生理、代謝過程各有其相應(yīng)最適溫度的研究，有著重要的實(shí)踐意義。 ②嗜溫微生物（中溫型）最適生長(zhǎng)溫度在25~37℃微生物叫嗜溫微生物。在高溫下生長(zhǎng)的原因： 一般認(rèn)為它們蛋白質(zhì)熱穩(wěn)定性與蛋白質(zhì)上存在的鹽橋數(shù)目增加（氨基酸帶上Na+或其它陽離子生成電荷橋）及蛋白質(zhì)高度密集的疏水內(nèi)部區(qū)域有關(guān)；它們細(xì)胞膜中不含脂肪酸，而是由植烷（不同長(zhǎng)度碳?xì)浣M成的五碳重復(fù)單位化合物）組成，這和膜的熱穩(wěn)定性有關(guān)。n 高溫：菌體蛋白變性，殺死細(xì)胞 定義 在相同的溫度和壓力下，體系中溶液的水蒸汽壓與純水的蒸汽壓之比：aw=p/p0水活度的決定因素：固體基質(zhì)：水被吸附的牢固程度 液體：溶質(zhì)的含量和溶質(zhì)的水合程度基質(zhì)水活度對(duì)微生物的影響 高水活度環(huán)境 低水活度環(huán)境干燥對(duì)微生物的影響 干燥使代謝停止，使微生物處于休眠狀態(tài)，嚴(yán)重時(shí)細(xì)胞脫水，蛋白質(zhì)變性，進(jìn) 而導(dǎo)致死亡。如：霍亂弧菌、氫單胞菌屬等耐氧厭氧菌：可在分子氧存在條件下進(jìn)行厭氧生活的厭氧菌。 pH= lg[H+]環(huán)境pH對(duì)微生物的作用n 改變細(xì)胞膜所帶電荷狀態(tài)，從而影響細(xì)胞對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收；n 影響代謝過程中酶的活性；n 改變環(huán)境中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的可給性；n 改變環(huán)境中有害物質(zhì)的毒性。微生物的代謝對(duì)環(huán)境pH影響環(huán)境pH的控制直接加酸或堿進(jìn)行調(diào)節(jié)；加入酸性或堿性營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行調(diào)節(jié)和補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)；加入緩沖性物質(zhì)微生物細(xì)胞內(nèi)的pH細(xì)胞內(nèi)部的pH值一般都接近中性：胞內(nèi)酶的最適pH多接近中性；細(xì)胞內(nèi)的DNA、ATP等對(duì)低pH敏感；RNA和磷脂類等對(duì)高pH敏感。②干熱滅菌法 適用：玻璃、陶瓷器皿，金屬用具等耐高溫的物品。 B. 加壓法①高壓蒸汽滅菌法（常規(guī)加壓蒸汽滅菌法）autoclaving ：是一種利用高溫進(jìn)行濕熱滅菌的方法。n 對(duì)象：不耐熱或受熱易變質(zhì)、變味的物品。從自然界中分離篩選菌種的一般步驟設(shè)計(jì)方案→采樣→增殖培養(yǎng)*→平板分離 →篩選(初篩、復(fù)篩)→單株純種分離→性能考察(生產(chǎn)性能試驗(yàn)、毒性試驗(yàn)、菌種鑒定）1. 采樣 從自然界中采集含目的菌的樣品采樣方法（1）去除表層土（2）取515cm土樣幾十克，裝入無菌牛皮低袋或塑料袋中3．注意記錄：時(shí)間，地點(diǎn)，環(huán)境情況等樣品袋應(yīng)封好口，防止水分失去土樣應(yīng)在分離前破碎 盡快分離二. 增殖培養(yǎng)（富集培養(yǎng)）適用：樣品中目的菌數(shù)量不夠多時(shí)目的：提高樣品中目的菌的數(shù)量和比例原理：通過控制營(yíng)養(yǎng)成分或培養(yǎng)條件，使目的菌得以繁殖和/或非目的菌的生長(zhǎng)受到抑制（1）控制營(yíng)養(yǎng)成分* 多種微生物所利用的碳源、氮源不能作控制因素（2）控制培養(yǎng)基pH細(xì)菌、放線菌：中性偏堿，真菌：偏酸但非目的菌的生長(zhǎng)不能被完全抑制（3）控制培養(yǎng)溫度（4）熱處理——增殖芽孢細(xì)菌 樣品懸浮液經(jīng)80℃、10分鐘處理，殺死營(yíng)養(yǎng)體，再添加營(yíng)養(yǎng)培養(yǎng)后可增殖產(chǎn)芽孢細(xì)菌（5）添加抑制劑三. 純種分離目的：將目的菌從混雜的微生物中分離出來獲得純培養(yǎng)1純種分離的一般方法（1）稀釋平板法 傾注平板或涂布平板（2）劃線法 （3）組織培養(yǎng)法 適用于分離高等真菌及植物病原菌 高等真菌：如香菇→切1小塊菌蓋→10%漂白粉消毒處理→無菌水沖洗→置瓊脂平板上→培養(yǎng)→長(zhǎng)出菌絲體 或：→懸掛在有瓊脂培養(yǎng)基的三角瓶?jī)?nèi)→培養(yǎng)→長(zhǎng)出菌絲體平皿反應(yīng)快速檢出法——定性或半定量（1）紙片培養(yǎng)顯色法216。 據(jù)菌落周圍變色圈和菌落直徑比值判別目的菌物產(chǎn)量（2）透明圈法 根據(jù)瓊脂培養(yǎng)上透明圈/菌落直徑大小判別目的產(chǎn)物的產(chǎn)量167。 淀粉平板噴稀碘液：透明圈，液化型淀粉酶216。 工具菌：216。 適用：氨基酸，核苷酸，維生素產(chǎn)生菌的選育（5）抑制圈167。 目的菌分離：稀釋分離法，培養(yǎng)長(zhǎng)出菌落2