【正文】 機(jī)物為碳源 能源 光能營養(yǎng)型 以光為能源 化能營養(yǎng)型 以有機(jī)物氧化釋放的化學(xué)能為能源 電子供體 無 機(jī)營養(yǎng)性 以還原性無機(jī)物為電子供體 有機(jī)營養(yǎng)型 以有機(jī)物為電子供體 營養(yǎng)類型 電子供體 碳源 能源 舉例 光能無機(jī)自養(yǎng)型 H H2S、 S 或 H2O CO2 光源 著色細(xì)菌、藍(lán)細(xì)菌、藻類 光能 有機(jī)異養(yǎng) 型 有機(jī)物 有機(jī)物 光能 紅螺細(xì)菌 化能無機(jī)自養(yǎng)型 H H2SFe2+NH3 或 NO2 CO2 化學(xué)能 (無機(jī)物氧化 ) 氫細(xì)菌、硫桿菌、醋桿菌屬、甲烷桿菌屬 化能 有機(jī)異養(yǎng) 型 有機(jī)物 有機(jī)物 化學(xué)能 (有機(jī)物氧化 ) 假單胞菌屬、芽孢桿菌、乳酸菌屬、真菌、原生動物 所有致病微生物均為 化能有機(jī)異養(yǎng)型微生物 第二節(jié) 培養(yǎng)基 培養(yǎng)基：人工配制的，適合微生物生長繁殖或產(chǎn)生代謝產(chǎn)物的營養(yǎng)基質(zhì)。 培養(yǎng)基幾乎是一切對微生物進(jìn)行研究和利用工作的基礎(chǔ)。 任何培養(yǎng)基都應(yīng)該具備微生物生長所需要六大營養(yǎng)要素：碳源、氮源、無機(jī)鹽、能源、生長因子、水。 任何培養(yǎng)基一旦配成，必須立即進(jìn)行滅菌處理：常規(guī)高壓蒸汽滅菌、某些成分進(jìn)行分別滅菌、過濾除菌。 一、 配制培養(yǎng)基的原則 ①選擇適宜的營養(yǎng)物質(zhì) ②營養(yǎng)物質(zhì)濃度配比 ③控制 pH 條件 ④控制氧化還原電位 ⑤原料來源選擇 ⑥滅菌處理 二、培養(yǎng)的類型及應(yīng)用 1 按成分不同劃分：天然培養(yǎng)基、合成培養(yǎng)基 2 根據(jù)物理狀態(tài)劃分：固體培養(yǎng)基、半固體培養(yǎng)基、液體培養(yǎng)基 3 按用途劃分：基礎(chǔ)培養(yǎng)基、加富培養(yǎng)基、鑒別培養(yǎng)基、選擇培養(yǎng)基等 第三節(jié) 營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞 ①被動擴(kuò)散 特點(diǎn)：營養(yǎng)物質(zhì)通過原生質(zhì)膜上的小孔，由高濃度的環(huán)境向低濃度擴(kuò)散 非特異性，有一定選擇性 不發(fā)生反應(yīng)，自身結(jié)構(gòu)不發(fā)生變化 不消耗能量，動力來自濃度差 擴(kuò)散速率隨濃度差降低而減小 水是唯一可以通過被動擴(kuò)散自由通 過原生質(zhì)膜 的分子，脂肪酸、乙醇、甘油、苯、一些氣體分子（ 0 C02）及某些氨基酸在一定程度上也可以通過被動擴(kuò)散進(jìn)出細(xì)胞。 ②促進(jìn)擴(kuò)散 特點(diǎn)與被動相似，但有載體蛋白參與，每種載體只運(yùn)輸相應(yīng)的物質(zhì)，具有較高的專一性。 一般微生物通過專一的載體蛋白運(yùn)輸相應(yīng)的物質(zhì)，但同時微生物 對同一物質(zhì)的運(yùn)輸由由一種以上的載體蛋白來完成。某些蛋白載體可同時完成幾種物質(zhì)的運(yùn)輸。 通過促進(jìn)擴(kuò)散進(jìn)入細(xì)胞的營養(yǎng)物質(zhì)主要有氨基酸、單糖、維生素以及無機(jī)鹽等。 ③ 主動運(yùn)輸，微生物主要的物質(zhì)運(yùn)輸方式 特點(diǎn)：在物質(zhì)運(yùn)輸中需要消耗細(xì)胞的能量，而且可以 進(jìn)行逆濃度差運(yùn)輸 。 不同的微生物運(yùn)輸物質(zhì)所需的能量來源也不同： 好氧型微生物與兼性厭氧微生物直接利用呼吸能 ，厭氧型微生物利用化學(xué)能（ ATP），光和微生物利用光能，嗜鹽細(xì)菌利用光能。 主動運(yùn)輸和促進(jìn)擴(kuò)散 類似 之處在于物質(zhì)運(yùn)輸過程中同樣需要載體蛋白，載體蛋白通過構(gòu)象變化而改變與被運(yùn)輸物質(zhì)之 間的親和力大小，使兩者之間發(fā)生 可逆性結(jié)合分離，從而完成相應(yīng)物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸， 區(qū)別 在于主動運(yùn)輸過程中的載體蛋白構(gòu)象變化需要細(xì)胞提供能量。 主動運(yùn)輸?shù)姆绞剑撼跫壷鲃舆\(yùn)輸、次級主動運(yùn)輸、 ATP 結(jié)合性盒式轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白系統(tǒng) 、 NA， + K+， ATP 酶系統(tǒng) 、基因轉(zhuǎn)位、鐵載體運(yùn)輸。 ④膜泡運(yùn)輸： 膜泡運(yùn)輸 (membrane vesicle transport)主要存在于原生動物特別是變形蟲 (amoeba)中，是這類微生物的一種營養(yǎng)物質(zhì)的運(yùn)輸方式。變形蟲通過趨向性運(yùn)動靠近營養(yǎng)物質(zhì)，并將該物質(zhì)吸附到膜表面，然后在該物質(zhì)附近的細(xì)胞膜開始內(nèi)陷，逐步將營養(yǎng)物質(zhì)包圍，最后形成一個含有該營養(yǎng)物質(zhì)的膜泡，之后膜泡離開細(xì)胞膜而游離于細(xì)胞質(zhì)中，營養(yǎng)物質(zhì)通過這種運(yùn)輸方式由胞外進(jìn)入胞內(nèi)。如果膜泡中包含的是固體營養(yǎng)物質(zhì)，則將這種營養(yǎng)物質(zhì)運(yùn)輸方式稱為胞吞作用 (phaaocytosis)；如果膜泡中包含的是液體，則稱之為胞飲作用 (pinocytosis)。 通過胞吞作用 (或胞飲作用 )進(jìn)行的營養(yǎng)物質(zhì)膜泡運(yùn)輸一般分為五個時期，即吸附期、膜伸展期、膜泡迅速形成期、附著膜泡形成期和膜泡釋放期。 第五章 微生物的代謝 第一節(jié)、微生物的產(chǎn)能代謝 能量代謝的中心任務(wù)，是生物體如何把外界環(huán)境中的多種形式的最初能源轉(zhuǎn)換成對一切生命活動都能使用的通用能源 —— ATP，這就是產(chǎn)能代謝。 一、 生物氧化 生物氧化就是發(fā)生 在細(xì)胞內(nèi)的一切產(chǎn)能性氧化反應(yīng)的總稱。 燃燒與生物氧化的比較： 比較項目 燃燒 生物氧化 反應(yīng)步驟 一步式快速反應(yīng) 順序嚴(yán)格的系列反應(yīng) 條件 激烈 由酶催化，條件溫和 產(chǎn)能形式 熱、光 大部分為 ATP 能量利用率 低 高 生物氧化的 形式 包括某物質(zhì)與氧結(jié)合、脫氫或脫電子三種 生物氧化的 功能 則有產(chǎn)能（ ATP） 、產(chǎn)還原力 [H]和產(chǎn)小分子中間代謝物三種 二、 異養(yǎng)微生物的生物氧化： 發(fā)酵：有機(jī)物氧化釋放的電子直接交給本身為完全氧化的某種中間產(chǎn)物，同時釋放能量并產(chǎn)生各種不同的代謝產(chǎn)物。 糖酵解是發(fā)酵 的基礎(chǔ)。 發(fā)酵主要的四種途徑： EMP 途徑、 HMP 途徑、 ED 途徑、磷酸解酮酶途徑。 細(xì)菌酒精發(fā)酵的特點(diǎn)： 代謝速率高，產(chǎn)物轉(zhuǎn)化率高 菌體生成少，代謝副產(chǎn)物少 發(fā)酵溫度高 不必定期供氧 細(xì)菌酒精發(fā)酵的缺點(diǎn)： 生長 pH 較高：細(xì)菌 pH5，酵母菌 pH3 易染菌 對乙醇耐受力較低：細(xì)菌 7%，酵母菌 810% 呼吸作用 微生物在降解底物的過程中，將釋放出的電子交給 NAD(P)+、 FAD 或 FMN 等電子載體，再經(jīng)電子傳遞系統(tǒng)傳給外援電子受體，從而生成水或其他還原型產(chǎn)物并釋放出能量的過程，稱為呼吸作用。 呼吸作用與發(fā) 酵作用的根本區(qū)別：電子載體不是將電子直接傳遞給底物降解的中間產(chǎn)物，而是交給 電子傳遞系統(tǒng) ，逐步釋放出能量后再交給最終 電子受體 。 三、自養(yǎng)微生物的生物氧化 化能無機(jī)營養(yǎng)型：從無機(jī)物的氧化獲得能量 化能異養(yǎng)微生物： ATP 和還原力均來自對有機(jī)物的生物氧化 化能自養(yǎng)微生物：無機(jī)物氧化過程中主要通過氧化磷酸化產(chǎn)生 ATP 1 硫的氧化 硫細(xì)菌能夠利用一種或多種還原態(tài)或部分還原態(tài)的硫化合物 （硫化物、元素硫、硫代硫酸鹽、多硫酸鹽和亞硫酸鹽） 作能源。 硫細(xì)菌在進(jìn)行還原態(tài)硫物質(zhì)的氧化時會產(chǎn)酸（主要是硫酸），因此她們的生長 會顯著地導(dǎo)致環(huán)境的 pH 下降，有些硫細(xì)菌可以在很酸的環(huán)境，例如在 pH 低于 1 的環(huán)境中生長。 2 氨的氧化 NH亞硝酸（ NO2）等無機(jī)氮化物可以被某些化能自養(yǎng)細(xì)菌用作能源。 3 鐵的氧化 4 氫的氧化 四、 能量轉(zhuǎn)換 能量轉(zhuǎn)換 化能營養(yǎng)型 底物水平磷酸化 氧化磷酸化 光能營養(yǎng)型 光和磷酸化 1 底物水平磷酸化： 物質(zhì)在生物氧化過程中常生成一些含有高能鍵的化合物，而這些化合物可直接偶聯(lián) ATP 或 GTP 的合成，這種產(chǎn)生 ATP 等高能分子的方式稱為底物 水平磷酸化。 2 氧化磷酸化 ： 物質(zhì)在生物氧化過程中形成的 NADH 和 FADH2 可以通過位于線粒體內(nèi)膜或細(xì)菌質(zhì)膜上的電子傳遞系統(tǒng)將電子傳遞給氧或其他氧化型物質(zhì)，在這個過程中偶聯(lián)著 ATP 合成，這種產(chǎn)生 ATP 的方式稱為氧化磷酸化。 3 光合 磷酸化： 光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的過程。 當(dāng)一個葉綠素分子吸收光量子時，葉綠素性質(zhì)上即被激活，導(dǎo)致其釋放一個電子而