【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 相協(xié)調(diào)以滿足微生物對(duì)能量、還原力和不同中間代謝物的需要。好氧時(shí)與TCA循環(huán)相連，厭氧時(shí)進(jìn)行乙醇發(fā)酵。有氧呼吸：常規(guī)方式脫氫，經(jīng)完整的呼吸鏈遞氫，最終由分子氧接受氫并產(chǎn)生水和能量。無(wú)氧呼吸：一類(lèi)呼吸鏈末端的氫受體為外源無(wú)機(jī)氧化物（個(gè)別為有機(jī)氧化物）的生物氧化過(guò)程。發(fā)酵：指在無(wú)氧等外源氫受體的條件下，底物脫氫后產(chǎn)生的還原力[H]未經(jīng)呼吸鏈傳遞而直接交某一內(nèi)源性中間代謝產(chǎn)物接受，以實(shí)現(xiàn)底物水平磷酸化產(chǎn)能的一類(lèi)生物氧化反應(yīng)。異型乳酸發(fā)酵（通過(guò)HMP途徑）：發(fā)酵產(chǎn)物除乳酸外，還有乙醇與CO2。異型乳酸發(fā)酵結(jié)果：1分子G生成乳酸，乙醇，CO2各1分子?；旌纤岚l(fā)酵——用于細(xì)菌分類(lèi)鑒定——：。3羥基丁酮在堿性條件下被空氣中的氧氣氧化成二乙酰，它能與精氨酸的胍基反應(yīng)生成紅色物質(zhì)。產(chǎn)氣腸桿菌產(chǎn)生大量3羥基丁酮，結(jié)果為陽(yáng)性，大腸桿菌很少或不產(chǎn)生3羥基丁酮，結(jié)果為陰性。巴斯德效應(yīng)：由于葡萄糖在有氧呼吸中產(chǎn)生的能量要比在發(fā)酵中產(chǎn)生的多得多，所以在有氧條件下，兼性厭氧微生物終止厭氧發(fā)酵而轉(zhuǎn)向有氧呼吸，這種呼吸抑制發(fā)酵的現(xiàn)象稱(chēng)為巴斯德效應(yīng)。Stickland反應(yīng)：少數(shù)厭氧梭菌如生孢梭菌能利用一些氨基酸兼作碳源、氮源和能源，其機(jī)制是通過(guò)部分氨基酸的氧化與一些氨基酸的還原相偶聯(lián)的獨(dú)特發(fā)酵方式。這種以一種氨基酸作底物脫氫，而以另一種氨基酸作氫受體而實(shí)現(xiàn)生物氧化產(chǎn)能的獨(dú)特發(fā)酵類(lèi)型，稱(chēng)Stickland反應(yīng)。分解代謝與合成代謝在生物體內(nèi)是偶聯(lián)進(jìn)行的，它們之間的關(guān)系是對(duì)立統(tǒng)一的。分解代謝為合成代謝提供能量、原料；合成代謝是分解代謝的基礎(chǔ)。生物固氮：是指大氣中的分子氮通過(guò)微生物固氮酶的催化而還原成氨的過(guò)程。固氮反應(yīng)的六要素：ATP：由呼吸、厭氧呼吸、發(fā)酵或光合作用提供，用于打開(kāi)N2中的三個(gè)共價(jià)鍵。還原力[H]及其載體：還原力或電子由NAD（P）H2提供，由電子載體鐵氧還蛋白（Fd）或黃素氧還蛋白（Fld）傳遞至固氮酶上。固氮酶：是一種復(fù)合蛋白。有兩種組份：固二氮酶（又稱(chēng)鉬鐵蛋白或鉬鐵氧還蛋白）和固二氮酶還原酶（又稱(chēng)鐵蛋白或固氮鐵氧還蛋白）。鎂離子。嚴(yán)格的厭氧微環(huán)境：固氮酶的兩個(gè)組份對(duì)氧都非常敏感，而已知的大多數(shù)固氮微生物都是好氧菌。還原底物N2：有NH3存在時(shí)會(huì)抑制固氮作用。青霉素對(duì)肽聚糖合成的抑制作用：當(dāng)轉(zhuǎn)肽酶與青霉素結(jié)合后，雙糖肽間的肽橋無(wú)法交聯(lián)，這樣的肽聚糖就缺乏應(yīng)有的強(qiáng)度，結(jié)果形成細(xì)胞壁缺損的細(xì)胞，在不利的滲透壓環(huán)境中極易破裂而死亡。青霉素對(duì)處于生長(zhǎng)繁殖旺盛階段的細(xì)菌具有明顯的抑制作用，而對(duì)處于生長(zhǎng)停滯狀態(tài)的細(xì)胞沒(méi)有作用。（正確）因?yàn)榍嗝顾氐淖饔脵C(jī)制是抑制肽聚糖分子中肽橋的生物合成，因此對(duì)于生長(zhǎng)繁殖旺盛階段的細(xì)菌具有明顯的抑制作用，相反，對(duì)處于生長(zhǎng)停滯狀態(tài)的休止細(xì)胞無(wú)抑制作用。次生代謝產(chǎn)物：次級(jí)代謝的產(chǎn)物為次級(jí)代謝產(chǎn)物。是指某些微生物生長(zhǎng)到穩(wěn)定期前后，以結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、代謝途徑明確、產(chǎn)量較大的初生代謝物作前體，通過(guò)復(fù)雜的次生代謝途徑合成的結(jié)構(gòu)復(fù)雜的化學(xué)物。次生代謝物一般具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、代謝途徑獨(dú)特、在生長(zhǎng)后期合成、產(chǎn)量較低、生理功能不很明確、其合成一般受質(zhì)?？刂频忍攸c(diǎn)。如抗生素、毒素、色素、生物堿、生長(zhǎng)刺激素等。 第六章：純培養(yǎng):微生物學(xué)中把從一個(gè)細(xì)胞或一群相同的細(xì)胞經(jīng)過(guò)培養(yǎng)繁殖而得到的后代,稱(chēng)純培養(yǎng)。獲得純培養(yǎng)的方法:①液體稀釋法②平板劃線分離法③傾注平板法④平板涂布分離法⑤單細(xì)胞（單孢子）分離法微生物生長(zhǎng)繁殖的測(cè)定方法:（一）測(cè)生長(zhǎng)量——直接法：干重法，體積法；間接法：比濁法，生理指標(biāo)法。（二）計(jì)繁殖數(shù)：適用于單細(xì)胞狀態(tài)的微生物或絲狀微生物的孢子。直接法：血球計(jì)數(shù)板法；間接法：平板菌落計(jì)數(shù)法。同步生長(zhǎng)：一個(gè)細(xì)胞群體中各個(gè)細(xì)胞都在同一時(shí)間進(jìn)行分裂的狀態(tài)，稱(chēng)為同步生長(zhǎng)，進(jìn)行同步分裂的細(xì)胞稱(chēng)為同步細(xì)胞。應(yīng)用：同步細(xì)胞群體在任何一時(shí)刻都處在細(xì)胞周期的同一相，彼此間形態(tài)、生化特征都很一致，是細(xì)胞學(xué)、生理學(xué)和生物化學(xué)等研究的良好材料。生長(zhǎng)曲線的制作：接種——適溫培養(yǎng)——定時(shí)取樣測(cè)定生長(zhǎng)量。典型生長(zhǎng)曲線四個(gè)時(shí)期：延滯期，對(duì)數(shù)期，穩(wěn)定期，衰亡期。①延滯期：特點(diǎn)：生長(zhǎng)速率常數(shù)= 0；細(xì)胞形態(tài)變大或增長(zhǎng)。細(xì)胞內(nèi)RNA特別是rRNA含量增高，原生質(zhì)嗜堿性增強(qiáng)。合成代謝活躍（核糖體、酶類(lèi)、ATP合成加快），易產(chǎn)生誘導(dǎo)酶。對(duì)外界不良條件敏感，如氯化鈉濃度、溫度、抗生素等化學(xué)藥物。原因：適應(yīng)新的環(huán)境條件，合成新的酶，積累必要的中間產(chǎn)物。影響延滯期長(zhǎng)短的因素：接種物菌齡：用對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的菌種接種時(shí)，其延滯期較短，甚至檢查不到延遲期；接種量：一般來(lái)說(shuō)， 接種量增大可縮短甚至消除延滯期（發(fā)酵工業(yè)上一般采用1/10的接種量）；培養(yǎng)基成分： ◇在營(yíng)養(yǎng)成分豐富的天然培養(yǎng)基上生長(zhǎng)的延滯期比在合成培養(yǎng)基上生長(zhǎng)時(shí)短；◇接種后培養(yǎng)基成分有較大變化時(shí)，會(huì)使延滯期加長(zhǎng)，所以發(fā)酵工業(yè)上盡量使發(fā)酵培養(yǎng)基的成分與種子培養(yǎng)基接近。在發(fā)酵工業(yè)上需設(shè)法盡量縮短延滯期，采取的措施有：①增加接種量：群體優(yōu)勢(shì)適應(yīng)性增強(qiáng)；②采用對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的健壯菌種；③調(diào)整培養(yǎng)基的成分，在種子基中加入發(fā)酵培養(yǎng)基的某些成分；④選用繁殖快的菌種在食品工業(yè)上，盡量在此期進(jìn)行消毒或滅菌。②對(duì)數(shù)期：特點(diǎn)：生長(zhǎng)速率常數(shù)最大，即代時(shí)最短；細(xì)胞進(jìn)行平衡生長(zhǎng)，菌體大小、形態(tài)、生理特征等比較一致；酶系活躍，代謝最旺盛；細(xì)胞對(duì)理化因素較敏感。例如：一培養(yǎng)液中微生物處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期，其數(shù)目由開(kāi)始的12，000（ x1 ），經(jīng)4h （ t ）后增加到49，000，000（x2 ），計(jì)算繁殖代數(shù)（n）、生長(zhǎng)速率常數(shù)（R）和代時(shí)（G）。解： n ＝ (107－104）＝12G ＝ t / n ＝460 / 12 ＝20minR=1/G=1/20=∴該種微生物在4小時(shí)內(nèi)共繁殖了12代，代時(shí)為20分鐘。生長(zhǎng)限制因子：凡是處于較低濃度范圍內(nèi)，可影響生長(zhǎng)速率和菌體產(chǎn)量的營(yíng)養(yǎng)物就稱(chēng)生長(zhǎng)限制因子。③ 穩(wěn)定期：特點(diǎn)：①新增殖的細(xì)胞數(shù)與細(xì)胞的死亡數(shù)幾乎相等，微生物的生長(zhǎng)速率等于零，培養(yǎng)物中的細(xì)胞數(shù)目達(dá)到最高值。②細(xì)胞分裂速度下降，開(kāi)始積累內(nèi)含物，產(chǎn)芽孢的細(xì)菌開(kāi)始產(chǎn)芽孢。③此時(shí)期的微生物開(kāi)始合成次生代謝產(chǎn)物，對(duì)于發(fā)酵生產(chǎn)來(lái)說(shuō)，一般在穩(wěn)定期的后期產(chǎn)物積累達(dá)到高峰，是最佳的收獲時(shí)期。應(yīng)用意義：1）產(chǎn)物的最佳收獲期；2）生物測(cè)定的最佳時(shí)期；3）促進(jìn)了連續(xù)培養(yǎng)原理的提出和工藝、技術(shù)的創(chuàng)建。④ 衰亡期：特點(diǎn)：①細(xì)胞死亡數(shù)增加，死亡數(shù)大大超過(guò)新增殖的細(xì)胞數(shù)，群體中的活菌數(shù)目急劇下降，出現(xiàn)“負(fù)生長(zhǎng)”。②細(xì)胞內(nèi)顆粒更明顯，細(xì)胞出現(xiàn)多形態(tài)、畸形或衰退形，芽孢開(kāi)始釋放。③因菌體本身產(chǎn)生的酶及代謝產(chǎn)物的作用，使菌體死亡、自溶等，發(fā)生自溶的菌生長(zhǎng)曲線表現(xiàn)為向下跌落的趨勢(shì)。連續(xù)培養(yǎng)：在微生物培養(yǎng)的過(guò)程中，不斷地供給新鮮的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，同時(shí)排除含菌體及代謝產(chǎn)物的發(fā)酵液，讓培養(yǎng)的微生物長(zhǎng)時(shí)間地處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期，以利于微生物的增殖速度和代謝活性處于某種穩(wěn)定狀態(tài)。原理：當(dāng)微生物在單批培養(yǎng)方式下生長(zhǎng)達(dá)到對(duì)數(shù)期后期時(shí)，一方面以一定的速度流進(jìn)新鮮培養(yǎng)基并攪拌，另一方面以溢流方式流出培養(yǎng)液，使培養(yǎng)物達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，其中的微生物就能長(zhǎng)期保持對(duì)數(shù)期的平衡生長(zhǎng)狀態(tài)和穩(wěn)定的生長(zhǎng)速率。恒濁器：概念：通過(guò)調(diào)節(jié)培養(yǎng)基流速，使培養(yǎng)液濁度保持恒定的連續(xù)培養(yǎng)方法。恒化器：概念：以恒定流速使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)濃度恒定而保持細(xì)菌生長(zhǎng)速率恒定的方法。 恒濁器與恒化器的比較裝置控制對(duì)象培養(yǎng)基培養(yǎng)基流速生長(zhǎng)速率產(chǎn)物應(yīng)用范圍恒濁器菌體密度（內(nèi)控制）無(wú)限制生長(zhǎng)因子不恒定最高大量菌體或與菌體形成相平行的產(chǎn)物生產(chǎn)為主恒化器培