【正文】 程中的氧化磷酸化產(chǎn)生ATP為能源而生長。水是生命的基礎(chǔ)物質(zhì)之一，它不僅是微生物細胞的組成成分；是最好的溶劑和在細胞中進行各種生化反應(yīng)的良好介質(zhì)；水還可以維持細胞的膨壓；維持生物大分子的穩(wěn)定。（2） 生長因子異養(yǎng)型微生物：需要外界添加生長因子。（蛋白質(zhì)、核酸、尿素氨基酸）在實驗室和生產(chǎn)實踐中常用的有機氮化合物有：牛肉膏、蛋白胨、尿素、酵母膏、玉米漿、餅粘等）三、能源：是指能為微生物的生命活動提供最初能量來源的營養(yǎng)物或輻射能。微生物能夠利用的碳源極其廣泛，從無機碳源（CO2或碳酸鹽）到復(fù)雜的有機碳源都能被微生物利用。子囊果有三種形式：閉囊殼、子囊殼、子囊盤。一般呈圓形、紡錘形或長方形。（一） 無性繁殖：是主要繁殖方式無隔菌絲一般形成孢囊孢子；有隔菌絲產(chǎn)生分生孢子。分布：地球上幾乎到處有真菌的蹤跡，它在物質(zhì)循環(huán)中扮演著很重要的角色，如大量纖維素、半纖維素、動、植物殘體的分解。（三） 生活史： 指上代個體經(jīng)一系列生長、發(fā)育階段而產(chǎn)生下一代個體的全部歷程，稱為該種生物的生活史。二、 酵母菌的繁殖方式及生活史： 酵母菌的繁殖方式及生活史有多種類型，是鑒定的一個重要指標。分布：廣，主要生長在偏酸含糖環(huán)境中，如水果、蔬菜表面，以及果園土壤中和煉油廠附近（分解烴類的）與人類關(guān)系：極其密切。（蘇云金芽孢桿菌）微生物個體微小，單個微生物只能借助顯微鏡，其結(jié)構(gòu)甚至要借助電子顯微鏡才能看到，那么其群體形態(tài)又是怎樣的呢？二、 細菌群體（菌落）的形態(tài)：菌落：是由單個細菌細胞經(jīng)生長繁殖而成的肉眼可見的子細胞群體。C，存活10min。也是菌種分類鑒定中的重要指標。⑤細菌間的信息識別作用。 細菌細胞的特殊結(jié)構(gòu)： 不是所有細菌都有的，主要包括糖被、鞭毛、菌毛和芽孢。（二） 細菌細胞的構(gòu)造： 一般構(gòu)造：（1） 細胞壁：①功能：固定細胞外形；協(xié)助鞭毛運動；保護細胞免受損傷；是正常細胞的必需成分；阻礙有害物質(zhì)進入細胞（大于800的抗生素）；與細菌的抗原性致病性和對噬菌體的敏感性有關(guān)②構(gòu)造：A、 G+細菌肽聚糖的結(jié)構(gòu)：（以金黃色葡萄球菌為例）其厚度約2080nm，由40層左右網(wǎng)狀分子組成，肽聚糖分子由大量小分子單體構(gòu)成，每一個肽聚糖單體含三個組成部分：①雙糖單位：即由一個N乙酰葡萄胺與一個N乙酰胞壁酸分子通過B1，4糖苷鍵連接。且能提供不少其它生物學(xué)信息。中國科學(xué)家: 湯飛凡 沙眼衣原體的發(fā)現(xiàn)科學(xué)家的精神與SARS帶給我們的思考. 四、 微生物的共同特點： 由于微生物個體小，構(gòu)造簡單，因而具有以下五個方面的共性：（一） 體積小，面積大：（二） 吸收多、轉(zhuǎn)化快：（三） 生長旺、繁殖快 四） 適應(yīng)性強，易變異 （五）分布廣，種類多：  第二章 原核微生物教學(xué)目的：通過本章的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握原核微生物細菌、放線菌的形態(tài)結(jié)構(gòu)及菌落特征，革蘭氏染色的重要意義。主要貢獻：①利用顯微鏡直接觀察到了細菌②一生制造了419臺顯微鏡或放大鏡（50266倍）③發(fā)表論文400多篇。第一章 緒論教學(xué)目的：掌握微生物、微生物學(xué)的概念，微生物的共同特性，以及微生物發(fā)展的歷程和各階段有突出貢獻的科學(xué)家，了解下微生物學(xué)的總體概況和微生物學(xué)發(fā)展的將來。（二）、生理學(xué)發(fā)展階段： 從1861年至1897年，這一時期主要特點為：①建立了一系列研究微生物所必須的方法和技術(shù)②形成了尋找病原微生物的黃金時代③微生物學(xué)以獨立的學(xué)科形式開始形成。了解其它原核微生物藍細菌、支原體、衣原體、立克次氏體等的基本特性。通過各種染色手段和直接觀察，可見到微生物的形態(tài)有以下幾種：形態(tài)：形態(tài)簡單，基本上只有三種類型，即：球狀、桿狀和螺旋狀；（1） 球菌：根據(jù)其分裂方向可分為：單球菌、雙球菌、四聯(lián)球菌、八疊球菌、鏈球菌和葡萄球菌。②短肽“尾”：即由4個氨基酸按L型與D型交替的方式連接而成。（1）糖被：是某些細菌細胞壁外附著的一層厚度不定的膠狀物質(zhì)。與生產(chǎn)關(guān)系：可產(chǎn)生很多工業(yè)產(chǎn)品，利用腸膜明串珠菌莢膜提取聚葡萄糖制備代血漿或葡萄糖凝膠試劑。② 菌毛：（纖毛、傘毛、絨毛、須毛）是長在細菌體表的一種纖細（直徑79nm）、中空（）短直、數(shù)量較多（250300）的蛋白質(zhì)附屬物，一般多見于G中，功能是使細菌較牢固地粘連在物體（呼吸道、消化道、泌尿生殖道粘膜）上。 芽孢抗紫外線的能力，比其營養(yǎng)細胞強1數(shù)十倍，芽孢的休眠能力是十分驚人的，在休眠時不能檢出任何代謝能力，因此又稱“隱生態(tài)”。菌苔：多個菌落融合到一起形成 菌落的形成有種的穩(wěn)定性和專一性，因此可用于微生物的分離、純化、鑒定、計數(shù)、選種和育種工作中。千百年來酵母菌及其發(fā)酵產(chǎn)品大大改善和豐富了人類生活。（一） 無性繁殖：芽殖、裂殖、產(chǎn)生無性孢子芽殖：是無性繁殖的主要方式。酵母菌的生活史可分為三種類型：營養(yǎng)體即可以單倍體，也可以二倍體形式存在：如啤酒酵母，其主要特點是：① 營養(yǎng)體一般以出芽繁殖②營養(yǎng)體可以單倍體又可以二倍體形式存在③特定條件下才可進行有性生殖。霉菌起很大作用。孢囊孢子：生在孢子囊內(nèi)的孢子稱為，是一種內(nèi)生孢子。是度過不良環(huán)境的一種方式。 第四章 微生物的營養(yǎng)教學(xué)目的和要求：通過本章的學(xué)習(xí)使學(xué)生掌握微生物生長繁殖所需的六種營養(yǎng)要素，微生物的營養(yǎng)類型，培養(yǎng)基配制的原則和方法以及培養(yǎng)基的分類方法。 有些微生物能利用幾十種，（纖維素分解菌）故可用于菌種鑒定。由于各種異養(yǎng)微生物的能源就是其C源，因此微生物的能源譜就顯得簡單多了。（3） 生長因子過量合成微生物：微生物在代謝中會分泌出大量的維生素等生長因子，因此可用于生產(chǎn)維生素，如：阿舒假囊酵母，可用來生產(chǎn)維生素B2。第二節(jié) 微生物的營養(yǎng)類型 關(guān)于微生物的營養(yǎng)類型，由于學(xué)者們認識的角度不同，因而分類方法十分繁雜，我們就不一一介紹了，在這里我們根據(jù)微生物需要的碳源和能源這兩大要素進行分類，可分為：光能無機營養(yǎng)型、光能有機營養(yǎng)型、化能無機營養(yǎng)型和化能有機營養(yǎng)型。在許多情況下，同一物質(zhì)即是碳源又是能源。被運送的物質(zhì)靠細胞內(nèi)外的濃度梯度為動力，溶質(zhì)分子從濃度高的區(qū)域向濃度低的區(qū)域擴散，直到深度平衡這個過程不需要消耗能量，運送的物質(zhì)是氣體、水及某些脂溶性物質(zhì)。在主動運輸過程中，被運輸?shù)奈镔|(zhì)不發(fā)生任何化學(xué)變化。這時，糖被PHpr上的磷酸激活，通過酶II的作用把糖—磷酸釋放到細胞內(nèi)。如果用于工業(yè)生產(chǎn)中的種子，則要其營養(yǎng)成分豐富些，菌體生長快些，應(yīng)要求較低的C/N，如果用于發(fā)酵，則C/N可高一些，便于積累代謝產(chǎn)物。比滲透壓更有生理意義的是aw（Water Acticity）。 試驗比較：小試中試生產(chǎn)。組合培養(yǎng)基：（合成培養(yǎng)基、化學(xué)限定培養(yǎng)基或綜合培養(yǎng)基）是用化學(xué)成分及其數(shù)量都很清楚的物質(zhì)配制的培養(yǎng)基。（4） 濾膜：是一種醋酸纖維素薄膜，如果把它覆蓋在瓊脂或浸有培養(yǎng)液的纖維素襯墊上，可將液體內(nèi)的微生物過濾下來。如：牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基是培養(yǎng)細菌的基礎(chǔ)培養(yǎng)基。它可以增加所要分離微生物的數(shù)量，達到富集，從而形成優(yōu)勢，淘汰其它菌種。C的固體培養(yǎng)基混合——倒置培養(yǎng)——挑取菌落——重復(fù)——純種 平板劃線法（spread plate method）：以無菌接種環(huán)沾取少量樣品，在平板上劃線。但有一些微生物不能在固體培養(yǎng)基上生長，如細胞大的細菌、許多原生動物和藻類等。這種方法非常適合于含量低的微生物，如某一微生物在土壤中的含量僅為102—103則用平板稀釋法就難以分離。如在土壤中分離能降解對羥基苯甲酸的微生物，可用下列方法。生物氧化與非生物氧化即燃燒有著若干相同點和不同點。（3）EDP途徑（EnterDoudoroff Pathway） 又稱2酮脫氧6磷酸葡萄糖酸裂解途徑。 呼吸（Respiration）呼吸鏈是指位于原核細胞膜上或真核細胞線粒體膜上的，由一系列氧化還原勢不同的氫傳遞體（或電子傳遞體）組成的一組鏈狀傳遞順序，它能把H或電子從低氧化還原勢的化合物傳遞給高氧化還原勢的分子氧或其它無機、有機氧化物，并使它們還原。在浸水或通氣不良的土壤中，厭氧微生物的硫酸鹽呼吸及其有害產(chǎn)物對植物根系生長十分不利（例如引起水稻秧苗的爛根等），故應(yīng)設(shè)法防止。能進行延胡索酸呼吸的微生物都是一些兼性厭氧菌，如埃希氏菌屬、變形桿菌屬、沙門氏菌屬和克氏桿菌屬等腸桿菌；一些厭氧菌如擬桿菌屬、丙酸桿菌屬和產(chǎn)瑰用酸弧菌等也能進行延胡索酸呼吸。如同型乳酸發(fā)酵通過EMP途徑，產(chǎn)生2分子乳酸和2ATP；異型乳酸發(fā)酵通過HMP途徑，有的產(chǎn)生1分子ATP（腸明串珠菌），有的產(chǎn)生2分子ATP，如短乳桿菌。 葡萄糖十ADP＋Pi——乳酸十乙醇十CO2＋ATP（4）氨基酸發(fā)酵產(chǎn)能——StiCkland反應(yīng) 1934年， L． HStiCklsnd發(fā)現(xiàn)少數(shù)厭氧梭菌例如Ibobospepe（生孢梭菌）能利用一些氨基酸同時當作碳源、氮源和能源，經(jīng)深入研究后，發(fā)現(xiàn)其產(chǎn)能機制是通過部分氨基酸（如丙氨酸等）的氧化與另一些氨基酸（如甘氨酸等）的還原相偶聯(lián)的發(fā)酵方式。其中可能有相同的步驟，但導(dǎo)向一個分子合成的途徑與從該分子開始的降解途徑間至少有一個酶促反應(yīng)步驟是不同的。在異養(yǎng)式中，CO2被固定在某種有機酸上。每循環(huán)一次，可固定四分子CO2，合成一分子草酰乙酸，消耗三分子ATP、兩分子NAD（P）H和一分子FADH2。根據(jù)固氮微生物與高等植物以及其他生物的關(guān)系，可以把它們分為三大類：自生固氮體系、共生固氮體系和聯(lián)合固氮體系。每固定lmol氮大約需要21molATP，這些能量來自于氧化磷酸化或光合磷酸化。固氮作用的產(chǎn)物NH3與相應(yīng)的a一酮酸結(jié)合生成相應(yīng)的氨基酸，然后進一步合成蛋白質(zhì)或其他有關(guān)的化合物。沒有異形胞的藍細菌有的將固氮作用與光合作用分開進行，有的在失去光合系統(tǒng)11的細胞中進行固氮作用等。四碳、五碳、六碳酸均可在有氧環(huán)境下被微生物利用，通過氧化磷酸化產(chǎn)生能量。乙醛酸循環(huán)的生物合成途徑如圖5－22所示。二碳化合物，如甘氨酸、乙醇酸等，都要先轉(zhuǎn)化為乙醒酸，然后兩分子的乙醛酸縮會成羥基丙酸半醛，隨后在還原酶的作用下生成甘油酸。 （1）單糖的合成 無論自養(yǎng)微生物還是異養(yǎng)微生物，其合成單糖的途徑一般都是通過EMP途徑逆行合成葡糖一6一磷酸，然后再轉(zhuǎn)化為其他的糖。在這種情況下，它轉(zhuǎn)化為UDP一葡萄糖（LJDPG）。糖異生作用的起始物質(zhì)是磷酸烯酸式丙酮酸（PEP），糖酵解過程中的一種重要的中間代謝物。 （2）多糖的合成 微生物細胞內(nèi)所含的多糖是一種多聚物，包括同多糠和雜多糖。在氨基酸合成中，主要包含著兩個方面的問題：各氨基酸碳骨架的合成以及氨基的結(jié)合。 （1）氨基化作用 氨基化作用指a一酮酸與氨反應(yīng)形成相應(yīng)的氨基酸。根據(jù)前體的不同，可將它們分成六組（圖5一萬）。次黃瞟吟核耷酸是在核酮糖一5一磷酸的基礎(chǔ)上合成的（圖5－26）。 二、其他耗能反應(yīng)：運動、運輸、生物發(fā)光 1．運動 很多細菌和真核M是可以運動的，一般是靠鞭毛等。先形成一種分子的激活態(tài)，當這種激活態(tài)返回到基態(tài)時即發(fā)出光來。這種調(diào)節(jié)方式可以使微生物細胞對環(huán)境變化作出迅速地反應(yīng)。細胞可以通過酶的別構(gòu)效應(yīng)使酶活性升高或降低以調(diào)節(jié)其代謝。 目前已知有多種類型的可逆共價修飾：磷酸化/脫磷酸化；乙?；?脫乙酰化；腺苷?；?脫腺苷?；?；尿苷酰化／去尿苷?；?；甲基化／去甲基化；S－S／SH相互轉(zhuǎn)變；ADP核糖基化／去ADP核糖基化等。 1．同工酶 同工酶（isoenzmpe）是指能催化同一種化學(xué)反應(yīng)，但其酶蛋白本身的分子結(jié)構(gòu)組成卻有所不同的一組酶。當各種末端產(chǎn)物同時過量時，它們的抑制作用是累加以。累積反饋抑制最早是在大腸桿菌的谷氨酸胺合成酶的調(diào)節(jié)過程中發(fā)現(xiàn)的，該酶受 8個最終產(chǎn)物的積累反饋抑制。這種調(diào)節(jié)方式的典型例子是大腸桿菌天門冬氨酸族氨基酸的合成。而在變構(gòu)調(diào)節(jié)中，酶分子只是單純的構(gòu)象變化。在一個由多步反應(yīng)組成的代謝途徑中，末端產(chǎn)物通常會反饋抑制該途徑的第一個酶，這種酶通常被稱為變構(gòu)酶（allosteric enzpo）。酶活性調(diào)節(jié)的方式主要有兩種：別構(gòu)調(diào)節(jié)和酶分子的修飾調(diào)節(jié)。微生物細胞內(nèi)各種代謝反應(yīng)錯綜復(fù)雜，各個反應(yīng)過程之間是相互制約，彼此協(xié)調(diào)的，可隨環(huán)境條件的變化而迅速改變代謝反應(yīng)的速度。目前尚未在細菌鞭毛中發(fā)現(xiàn)有ATP酶。有的微生物無全新合成膜吟核音酸的能力，就以這種方式合成瞟吟核音酸，這是一種補救途徑，以便更經(jīng)濟地利用已有成分。根據(jù)堿基成分可把核音酸分為源吟核著酸和喀院校青酸。能直接吸收氨合成氨基酸的a一酮酸只有a一酮戊二酸和丙酮酸，如谷氨酸的合成就是a一酮戊二酸在谷氨酸脫氫酶的催化下，以NAD（P）”為輔酶，通過氨基化反應(yīng)合成的。雜多糖是由不同單糖分子聚合而成的糖類，如肽聚糖、脂多糖和透明脂酸等。糖異生過程中所需的PEP主要由草酸乙酸脫淡而得，而草酸乙酸是三核酸循環(huán)中的一個重要的中間產(chǎn)物。UDPG是葡萄糖的活化形式，它既可作為其他核音糖合成時的起始物質(zhì)，也可作為細胞多糖的葡萄糖前體。但自養(yǎng)微生物和異養(yǎng)微生物合成葡萄糖的前體來源不同。它們可接受 COZ，生成四碳二嫂酸，進入三坡酸循環(huán)。蘋果酸又可以被轉(zhuǎn)化為草酸乙酸以維持三核酸循環(huán)的進行。若將三羧酸循環(huán)中的有機酸分子移去用于生物合成將會影響三核酸循環(huán)的進行。（三）肽聚糖的合成肽聚精不僅具有重要的結(jié)構(gòu)與生理功能，還是青霉素、萬古霉素、環(huán)絲氨酸（惡唑霉素）與桿菌肽等許多抗生素作用的靶物質(zhì)。在一些固氮的光合細菌中，固氮酶的活力也受到氨的抑制，這種抑制作用稱為氨“關(guān)閉”。鐵氧還蛋白和黃素氧還蛋白的電子供體來自NADH，受體是固氮酶。厭氧自生固氮菌以巴氏固氮梭菌（Charofium posteurtanum）較為重要，但固氮能力較弱。 2．生物固氮 所有的生命都需要氮，氮的最終來源是無機氮。 自養(yǎng)微生物同化CO2所需要的能量來自光能或無機物氧化所得的化學(xué)能，固定CO2的途徑主要有以下三