微生物学讲义

绪论一、什么是微生物非分类学上名词，来自法语“Microbe一”词。是形体微小、单细胞或个体结构简单的多细胞、甚或无细胞结构的低等生物的通称。一般只有借助显微镜才能其进行察看。三界（域）系统Woese提出将生物分红为三界(此后改称三个域)：古细菌、真细菌和真核生物。1990年，他为了防备把古细菌也看作是细菌的一类，他又把三界(域)改称为：Bacteria(细菌)、Archaea(古生菌)和Eukarya(真核生物)。并建立了三界(域)生物的系统树。微生物无处不在，我们无时不生活在“微生物的大海”中。微生物是人类的朋友微生物是自然界物质循环的要点环节；体内的正常菌群是人及动物健康的基本保证；微生物能够为我们供应好多合用的物质；微生物是现代生物技术使用的重要宿主和工具。少许微生物也是人类的仇人！认识微生物的四大阻截：个体过于微小；集体容貌不显；种间混居混生；形态与作用结果很难被认识。二、人类对微生物世界的认识过程（一）、微生物的发现——形态学时期荷兰人列文虎克（1632-1723）初次察看到了细菌。（二）、微生物学确实定——生理学时期法国人巴斯德（1822-1895）1）证了然微生物活动和否认了微生物自然发生学说。（2）免疫学——预防种痘（3）发酵的研究——相信全部发酵作用都和微生物的存在及生殖有关。不一样样的发酵是由不一样样的微生物惹起的。（4）发明巴斯德消毒法。德国人柯赫（1843-1910）1、建立微生物学研究基本技术1）分别和纯化细菌：划线法，混淆倒平板法。2）设计了培养细菌用的肉汁胨培养液和营养琼脂培养基。3）设计了细菌染色技术2、证明疾病的病原菌学说，提出了柯赫准则。柯赫准则（1）某一种微生物，当被思疑是病原体时，它必然陪伴着病害而存在。（2）必然能自原寄主分别出这种微生物，并培养成为纯培养。（3）用已纯化的纯培养微生物，人工接种寄主，必然能惹起与本来病害相同病害。必然自人工接种发病的寄主内，能从头分别出同一病原微生物并培养成纯培养。(三)、现代微生物学发展—分子生物学阶段1、现代发酵工业的形成1941，Florey&Chain将青霉素投入生产，是通气培养微生物的初步，将微生物学与工程学联合。2、微生物代谢作用研究1944，Avery肺炎球菌转变实验，确立DNA是遗传物质，标记住分子生物学的形成。1953，Watson&Crick提出DNA双螺旋结构以及半保存复制假说。3、分子生物学阶段20世纪70年月，基因工程的发展，工程菌的建立更促进了微生物学的发展。展望微生物自己的特色（共性和特色）将会更为遇到关注和利用以微生物为研究资料连续对一些基本生命现象进行研究；生物进化方面的研究；生命发源的研究；极端环境的微生物的研究；三、微生物的五大共性：1、体积小、比表面积大大小以um计，但比表面积（表面积/体积）大，这一特色也是微生物与全部大型生物相区其余要点所在。2、汲取多、转变快这一特色为高速生长生殖和产生大批代谢物供应了充分的物质基础。3、生长旺、生殖快4、适应强、易变异极其灵巧适应性，对极端环境拥有惊人的适应力。遗传物质易变异。5、散布广、种类多散布地区广，散布环境广。生理代谢种类多，代谢产物种类多，种数多。微生物具备生命现象的特色和共性，将是21世纪进一步解决生物学重要理论问题，如生命发源与进化，物质运动的基本规律等，和实质应用问题，如新的微生物质源的开发利用，能源、粮食等的最理想的资料。四、纯培养技术微生物的物种（菌株）一般是以集体的形式进行繁衍、保存；纯培养技术在微生物学中拥有重要意义混淆培养物：含有多种微生物的培养物；纯培养物：只有一种微生物的培养物；平常状况下只有纯培养物才能供应能够重复的结果，因此纯培养技术是进行微生物学研究的基础！1、微生物的分别和纯培养从混淆的集体中分别特定的某一种微生物，是研究和利用微生物的第一步。无菌技术：用于分别、培养微生物的用具起初不含任何微生物；在转接、培养微生物时防备其余微生物的污染；2、用固体培养基分别纯培养菌落（colony）：单个（或齐集在一同的一团）微生物在适合的固体培养基表面或内部生长、生殖到必然程度能够形成肉眼可见的、有必然形态结构的子细胞生长集体。第一章原核微生物的形态、结构和功能原核生物（prokaryote)：即广义的细菌，指一大类细胞核无核膜包裹，只存在称作核区的裸露DNA的原始单细胞生物。包含真细菌(eubacteria)和古生菌(archaea)两大类群。真细菌包含细菌、放线菌、立克次氏体，支原体、衣原体及蓝细菌。第一节细菌细菌是微生物的一大类群，在自然界散布广、种类多，与人类生产生活关系也十分亲密，是微生物学的主要研究对象，并被广泛应用于食品、石化、冶金、制药等工业、农业、医学，环境工程，环境监测（气象、考古）生物工程等各个方面。狭义的细菌是指一类细胞细短、结构简单、胞壁坚韧、多以二分分裂方式生殖和水生性较强的原核生物。一、细菌的形态、结构及其功能只管细菌种类众多，就单个有机体而言，其基本形态分为球状、杆状、螺旋状三种分别称为球菌、杆菌和螺旋菌。（一）形态和染色1、细菌的形态（1）球菌细胞呈球形或椭圆形，细胞分裂后产生的新细胞，常保持必然的空间摆列方式。据此又把球菌分为以下种类：a、单球菌细胞分裂沿一个平面进行，新个体分别而独自存在。如尿素微球菌。b、双球菌细胞沿一个平面分裂，新个体成对摆列。如肺炎双球菌。c、链球菌细胞沿一个平面分裂，新个体连成链状。如溶血链球菌。d、四联球菌

细胞分裂沿两个相互垂直的平面进行，分裂后四个细胞特色性地连在一同。如四联微球菌。e、八叠球菌细胞沿三个相互垂直方向进行分裂，分裂后每8个细胞特色性地叠在一同呈一立方体，如尿素8叠球菌。f、葡萄球菌细胞无定向分裂，多个新个体形成一个不规则的群集，仿佛一患葡萄。如金黄色葡萄球菌。（2）杆菌细胞呈杆状或圆柱状，各样杆菌的长度与直径比率差异很大，有的粗短、有的修长、短杆菌似球状、长杆菌近似丝状。一般来说，同一种杆菌粗细比较坚固，而长度常常因培养时间、培养条件不一样样而有较大变化。杆状菌是细菌中种类最多的。工农业生产中所用的细菌大多是杆菌，杆菌中也有好多是致病菌。（2）螺旋菌细胞呈曲折杆状的细菌统称螺旋菌。螺旋菌细胞壁坚韧，菌体较硬，常以单细胞分别存在，不一样样种的细胞个体，在长度、螺旋数目和螺距等方面有明显差异。据此可再分为两种形态。a、弧菌菌体只有一个曲折，其程度不是一圈，仿佛“C”字，或似逗号，如霍乱弧菌。b、螺旋菌菌体展转如螺旋状。螺旋数目和螺矩大小因种而异。弧菌与螺旋菌的明显特色，前者多为偏端单生鞭毛或丛生鞭毛，后者两头都有鞭毛。2、细菌的大小细菌大小随种类不一样样差异很大，有的与最大的病毒粒大小周边，在光学显微镜下牵强可见，有的与藻类细胞差不多，几乎肉即可辩认，但多半细菌属于二者之间。只管细菌菌体微小，采纳显微镜测微尺能较简单，较正确地丈量出它的大小；球菌大小以直径表示，杆菌以长度和宽度表示，螺旋菌的长度是菌体两头间的距离，而不是真实的长度。微米(micrometer，um)是丈量细菌大小的常用单位。最小的细菌只有0.2um，最大的可长达2um，但一般不超出几微米。球菌直径多为0.5-1um，杆菌直径与球菌相像，长度均为直径的几倍。(二)细菌的细胞结构细菌是单细胞的微生物。但其内部结构相当复杂，研究和认识细菌细胞的结构，是分子生物学的重要内容之一。本世纪50年月从前，对细菌的结构及构成知道甚少，因为电镜的使用和生化技术的进展，已渐渐认识了细菌的结构，可分为两部分：一是不变部分或一般结构，如细胞壁、细胞膜、细胞核、核糖体为全部细菌细胞所共有，二是可变部分或特别结构，如鞭毛、纤毛、荚膜芽孢、气泡等。这些结构只在部分细菌中发现，可能拥有某些特定功能。1、细菌细胞的一般结构1）细胞壁（Cellwall,CW）细胞壁是位于细胞表面，拥有韧而略有弹性的薄膜。约占菌体干重的10－25％。细胞壁拥有保护细胞免受机械性或浸透压的损坏，保持细胞形状的功能；细胞壁为细胞的生长、分裂和鞭毛运动所必要；细胞壁的化学构成使之拥有必然的抗原性，致病性以及对噬菌体的敏感性。不一样样的细菌，CW的化学构成和结构不一样样，经过革兰氏染色法可将全部细菌分为G＋与G－两大类，二者在CW构成上拥有明显差异。1）革兰氏阳性细菌（G+）大部分G+细菌细胞壁由两部分构成，一是微细杆丝构成的网状骨架，一是基质。二者镶嵌连结，骨架包含埋于基质中，形成了厚而清淅的连续层。G+CW的化学构成以肽聚糖为主，这是原核生物独有的成分，占CW物质总量的40－90％，其余联合有其余多糖及一类特别多聚物一磷壁酸。肽聚糖属于聚合物，由一些不一样样种类的亚基构成，此中包含若干个N－乙酰葡萄糖胺（NAG）和N－乙酰胞壁酸(NAM)以及少许氨基酸短肽链，NAG和NAM相间摆列，以β－1.4糖苷键连结，和肽键连结的短肽，形成肽聚糖的肽链，其的构成次序平常为L－丙氨酸，D－谷氨酸，L－赖氨酸和D－丙氨酸，这些短肽，经过D－乳酸羟基连在NAM的残基上。CW的上述化学成分的研究，能够使我们很好地认识青霉素和溶菌酶和等对细菌作用的原理，溶菌酶使肽糖中的糖苷链断裂，而青霉素是搅乱短肽之间肽键的形成，（总之是阻截CW合成）。磷壁酸是大部分G+细菌细胞特有成分，以磷酸二酯键连结于NAM的第三位碳原子上，可能占CW干重的10％，它是多元醇和磷酸的聚合物，能溶于水。磷壁酸带负电苛可能在调理E活性和吸附Mg2+中起作用。它也可能在细胞表面形成了噬菌体吸附的受体位点，也是CW深层的一种抗原物质。革兰氏阴性细菌（G-）G-细菌CW的构成和结构以大肠杆菌为典型代表，比G+细菌更为复杂。其结构分内壁层和外膜。内壁层紧贴细胞膜厚约2－3nm，是仅由1~2层肽聚糖网状分子构成的薄层(2~3nm)，含量约占细胞壁总重的10%，故对机械强度的抵抗力较革兰氏阳性菌弱。肽聚糖多糖链结构与G+相同。但肽链中的L－赖氨酸常常被二氨庚二酸代替；没有特其余肽桥，只形成较为疏稀、机械强度较差的肽聚糖网套外膜是位于革兰氏阴性细菌细胞壁外层，由脂多糖、磷脂和脂蛋白等若干种蛋白质构成的膜，有时也称为外壁。某些细菌的抗原性致病性以及对噬菌体的敏感性均与这些成份有关。位于革兰氏阴性细菌细胞壁最外层的一层较厚8~10nm）的类脂多糖类物质，由类脂A、核心多糖(corepolysaccharide)和O-特异侧链（O-specificsidechain，或称O-多糖或O-抗原）三部分构成。类脂A是革兰氏阴性细菌致病物质——内毒素的物质基础；综上所述，除支原体外，几乎全部的原核生物都拥有坚韧的细胞壁，经过革兰氏染色法可将它们分为G+和G-两大类，二者的CW差异很大。G+细菌CW较厚，只有一层，主要由肽聚糖构成。G-却有内壁层和外壁层两层，它们的成份也不一样样，从化学构成看G+细菌细胞壁肽聚糖含量高（40－90％）含脂低，而G-细菌正相反。细菌细胞壁与革兰氏染色反应G+和G-细菌染色过程中，细胞内形成了深紫色的结晶紫－碘的复合物。这种复合物可被酒精从G-细胞内浸出，而阳性菌则较困难。这是因为阳性细菌CW较厚，特别是肽聚糖含量较高，网络结构亲密，含脂量又低，当它被酒精脱色时，惹起肽聚糖网状结构的孔径减小以致封闭，从而阻截了却晶紫－碘复合物的溢出，使菌体呈深紫色。但是G-肽聚糖层较薄，含量少，而脂类含量高，当酒精脱色时，脂类物质溶解，CW透性增大，结晶紫－碘复合物也随之被抽出来。故菌体呈复染液的红色。细胞壁缺点细菌原生质体：在人为条件下，用溶菌酶办理或在含青霉素的培养基中培养而控制重生细胞壁合成而形成的仅由一层细胞膜包裹的，圆球形、对浸透压变化敏感的细胞，一般由革兰氏阳性细菌形成。球形体：在人为条件下，用溶菌酶办理或在含青霉素的培养基中培养革兰氏阴性细菌，可获得残留部分细胞壁（外壁层）的球形体。与原生质体比较，它对外界环境拥有必然的抗性，可在一般培养基上生长。特色：对浸透压敏感；长鞭毛也不运动；对噬菌体不敏感；细胞不可以够分裂等。L型细菌：细菌在某些环境条件下（实验室或宿主体内）经过自觉突变而形成的遗传性坚固的细胞壁缺点变异型。无圆满细胞壁，在固体培养基表面形成“油煎为自养生物（如固氮菌）所Fe3O4颗粒，外有一层磷脂、蛋”状小菌落。支原体：长久进化形成。（2）细胞膜细胞膜是紧靠在CW内侧，环绕在细胞质外面的一层娇贵而丰饶弹性的薄膜。厚约5－10nm。其主要化学成分为磷质与Pr、电镜下察看，是单位膜结构，由磷脂双分子层与蛋白质构成。双层磷脂夹在蛋白质分子之间，有的蛋白质又镶嵌在磷脂中间。细胞膜的结构，向来是人们研究的重要理论问题之一，形成好多假说，见解不太一致，但有几点倒是公认的：1、磷脂双分子层构成了膜基本骨架；2、磷脂分子在细胞膜中以多种形式不停运动，从而使膜拥有流动性；3、膜蛋白无规则的，以不一样样深度散布于膜的磷脂层中；4、膜中的蛋白和磷脂，不论数目和种类均随菌体生理状态而变化。细胞膜是细菌细胞重要的代谢活动中心，它拥有多种蛋白质，也即特别作用的酶类，与它的选择通透性有关。概括来说，它的功能有①浸透性与转运作用；选择性地控制细胞内、外的营养物质和代谢产物的运送，是保持细胞内正常浸透压的屏障；②膜上含有氧化磷酸化或光合磷酸化等能量代谢的酶系，是细胞的产能场所；③合成细胞壁和糖被的各样组分（肽聚糖、磷壁酸、LPS、荚膜多糖等）的重要基地；（3）细胞质及其内含物。细胞质是细膜内的物质，除核物质外皆为细胞质。无色透明，是黏稠的胶体状，由Pr，核酸，脂类，多糖，无机盐和水构成。细菌中常出名种颗粒状物质，称内含物。它们多半是积蓄的养料，如淀粉粒，肝糖粒，硫磺颗粒及多聚β－羟基丁酸等，细菌不一样样，含有的内含物不一样样。聚-β-羟丁酸（PHB）是类脂性质的碳源类积蓄物。巨大芽孢杆菌（Bacillusmegaterium）在含乙酸或丁酸的培养基中生长时，细胞内积蓄的PHB可达其干重的60%。还发现多种与PHB近似的化合物，统称为聚羟链烷酸（PHA)，被认为是生产医用塑料、生物降解塑料的优秀原料。2）异染粒颗粒大小为0.5～1.0μm，是无机偏磷酸的聚合物，一般在含磷丰富的环境下形成。功能是积蓄磷元素和能量，并可降低细胞的浸透压。可用于白喉棒杆菌和结核分枝杆菌的判断。磁小体趋磁细菌细胞中含有的大小均匀、数目不等的蛋白或糖蛋白膜包裹。4)、羧酶体一些自养细菌细胞内的多角形或六角形内含物，特有，可能是固定CO2的场所。5）气泡好多光合营养型、无鞭毛运动的水生细菌中存在的充满气体的泡囊状内含物，大小为0.2～1.0μm×75nm，内由数排柱形小空泡构成，外有2nm厚的蛋白质膜包裹。6）核糖体M环构成。直径为3部分构成，亦称核蛋白体，为蛋白质合成的场所，在电镜下可见到核糖体游离于细胞浆中，每个细菌约有3万个核糖体，属70S颗粒，真核生物核糖体为80S。化学构成为Pr（40％）与RNA（60％）。（4）核区细菌有核，但不具必然形态，无核膜，与高等生物核相同，主要含有DNAPr，无核膜，因为结构简单故称原核，拟核，核物质等。细菌细胞核可看做一个染色体，此中含有一个DNA分子，一般为双螺旋的环形结构。2、细菌细胞的特别结构（1）糖被包被于某些细菌细胞壁外的一层厚度不定的胶状物质，大部分为多糖或多肽的聚合物。糖被按其有无固定层次、层次厚薄又可细分为荚膜（capsule或macrocapsule）、微荚膜、黏液层和菌胶团。荚膜的作用：1）抵抗干燥；2）增强致病力，免受吞噬；3）聚集某些代谢废物；4）积蓄物。2）S层是一层包围在原核微生物细胞壁外，由大批蛋白质或糖蛋白亚基以方块形或六角形方式摆列的连续层。（3）鞭毛某些细菌细胞表面着生的一至数十条长丝状、螺旋形的隶属物，拥有推进细菌运动功能，称为鞭毛，为细菌的“运动器官”。杆菌、弧菌多生有鞭毛，球菌中极少能生有鞭毛。鞭毛由细胞质膜上鞭毛基粒长出，由基体、钩形鞘和鞭毛丝G+菌基体仅有S环和M环，G-菌基体由L环、P环、S环和0.01－0.02微米，长度不等为2－50um，有单根鞭毛，丛生鞭毛，周生鞭毛。4）菌毛：长在细菌体表的纤细、中空、短直、数目好多的蛋白质类隶属物，拥有使菌体附着于物体表面的功能。5）性毛：又称性菌毛，结构和成分与菌毛相同，但比菌毛长，数目仅一最少量几根。性毛一般见于革兰氏阴性细菌的雄性菌株（即供体菌）中，其功能是向雌性菌株（即受体菌）传达遗传物质。有的性毛仍是RNA噬菌体的特异性吸附受体。（6）芽孢某些细菌在其生长发育后期，在细胞内形成一个圆形或椭圆形、厚壁、含水量极低、抗逆性极强的休眠体，称为芽孢（endospore或spore），芽孢位于菌体的中央或尾端，一个菌体能生成一个芽孢，反之，一个芽孢经萌生后也只好生成一个菌体，因此芽孢的生成不是细菌生殖方式。而是细菌度过不良环境的一种方式，芽孢拥有以下特色：a.拥有厚而致密的壁不易失水；b.含水率低，一般在40%左右；c.含耐热性酶,因为以上特色，芽孢对不良环境如高低温、干燥、化学药物等有很强的抵抗力。细菌的营养细胞在70－80℃时煮10分钟就死，而芽孢在100℃还可以够存活几小时，营养细胞在5%苯酚中很快死亡，芽孢却能存活15天。孢囊：由棕色固氮菌(Azotobactervinelandii)在外界缺少营养的条件下，由整个营养细胞外壁加厚、细胞失水而形成的一种抗干旱但不抗热的圆形休眠体。伴孢晶体少许芽孢杆菌，比方苏云金芽孢杆菌(Bacillusthuringiensis)在其形成芽孢的同时，会在芽孢旁形成一颗菱形或双锥形的碱溶性蛋白晶体——δ内毒素，称为伴孢晶体。伴孢晶体对200多种昆虫特别是鳞翅目的幼虫有毒杀作用，因此可将这种产伴孢晶体的细菌制成有利于环境保护的生物农药——细菌杀虫剂。（三）细菌的生殖细菌一般进行无性生殖，表现为细胞的横分裂，此中绝大部分细菌以二分裂方式生殖，只有少许种类进行芽殖，个别也能进行有性生殖。二、细菌的集体形态单个（或齐集在一同的一团）微生物在适合的固体培养基表面或内部生长、生殖到必然程度能够形成肉眼可见的、有必然形态结构的子细胞生长集体，称之为菌落。众多菌落连成一片，称为菌苔。各样不一样样细菌在必然的培养条件下形成的菌落拥有必然的特色，包含菌落的大小，形状光彩颜色、硬度、透明度等。菌落特色对菌种鉴识有必然意义。细菌菌落一般表现润湿、较圆滑、较透明、较黏稠、易挑取、质地均匀以及菌落正反面或边沿与中央部位的颜色一致等。不一样样形态、生理种类的细菌，在其菌落形态、结构等特色上有明显的反应。生物（被）膜：生物被膜是由细菌分泌胞外多糖附着于自然物体表面而形成的一种由细菌集体构成的膜状结构。第二节放线菌放线菌为细菌中的一个特别类群。因其在固体培养基上呈辐射状生长而得名。细胞核属于原核，直径在0.5－1.5um，长度在50－600um之间，细胞壁化学成份与细菌相仿，G＋，行无性生殖。是细菌类中进化较高级的类群。能产生大批的、种类众多的抗生素（此中90%由链霉菌产生）。一、放线菌的形态(一)典型放线菌——链霉菌的形态结构放线菌为拥有分枝的丝状菌，菌丝无隔阂（多核），CW中含NAM与二氨基庚二酸，而不含几丁质与纤维素。菌丝因为形态与功能不一样样分为营养菌丝，气生菌丝与孢子丝。（1）营养菌丝又称基内菌丝，长在培养基内，主要功能为汲取营养物。直径较少在0.2um。有的无色，有的能产生色素。（2）气生菌丝由营养菌长出到培养基外。伸向空中的菌丝为气生菌丝。直径在１－1.4um或直或曲或呈螺旋状。有的产生色素。（3）孢子丝放线菌生长发育到必然阶段。在其气生菌丝上分化出能够形成孢子的菌丝，为孢子丝。孢子丝的形态有直形、螺旋形、曲形、交替着生，丝生或轮生，孢子丝发育到必然阶段，其顶端形成分生孢子。形状各异，不一样样种的孢子拥有不一样样颜色。0.3－0.5Х0.3二、放线菌的生殖放线菌经过无性孢子及菌丝片断等进行生殖，此中以分生孢子为主。分生孢子：放线菌经过产生横隔阂的方式使孢子丝分裂成为一串分生孢子。孢囊孢子：少许放线菌在菌丝上产生孢子囊，孢子囊成熟后破碎，开释出大批孢囊孢子。菌丝片断：放线菌的任何碎断均可长成一个新菌体。常有于液体培养中，工业发酵生产抗生素时都以此法大批生殖放线菌。三、放线菌的菌落特色：介于霉菌与细菌菌落之间质地致密、坚固干燥、多皱，菌落较小，与培养基联合亲密，因为菌丝及孢子含色素，菌呈必然色彩。第三节蓝细菌蓝细菌亦名蓝藻或蓝绿藻。它与高等绿色植物或高等藻类相同，含叶绿素A，能进行产氧型光合作用，60年月前作为藻类植物中的一群。应用现代技术研究表示，它的细胞核也没有核膜，没有有丝分裂器，CW也与细菌相像，有肽聚糖、二氨基庚二酸，G－，因此现在趋势于把它们归属与原核生物中。蓝细菌有叶绿素A，藻胆素和类胡萝卜素掺合在一同，使细胞呈特其余蓝色，故称蓝细菌。气泡：利于飞扬，利于光合作用。异型胞：存在于蓝细菌丝状生长种类中的形大、壁厚、专司固氮功能的细胞。生殖：裂殖为主，少许种类有孢子。静息孢子：存在于蓝细菌细胞链中间或尾端的形大、壁厚、色深的休眠细胞，富含积蓄物，能抵抗干旱等不良环境。第四节枝原体、立克次氏体和衣原体一、枝原体又称类菌质体，无细胞壁，直径为0.1－0.3微米，能经过菌滤器，丝状支原体较长，几微米－150微米，二分裂生殖，因为无细胞壁。因此不受青霉素、溶菌酶等影响，但对搅乱蛋白质合成的红霉素、阿奇霉素等很敏感。生活方式：广泛散布于土壤，活水中（自由生活）。是已知的可独立生活的最简单的细胞型生物。致病性：支原体一般不令人致病，到现在确认只有肺炎支原体能惹起人的非典型性肺炎，实质工常用红霉素、阿奇霉向来控制它的生计。二、立克次氏体美国医生Recketts第一捉出了立克次氏体存在的凭证，他在研究斑疹伤寒热的病源时，不幸感染，死于墨西哥城，为了记念，1916年，人们将斑疹伤寒等这种病原体命名为立克次氏体。立克次氏体介于细菌和病毒之间，是专性活细胞寄生物，某些特色近似于病毒。细胞结构与细菌相像，有CW，不可以够经过细菌滤器，多为杆状，为－2微米，球体在0.2－0.5微米，G－，生殖方式二分裂。立克次氏体多寄生在节肢动物体内，由此作媒介，将传患病传给人和动物。主要传患病有斑珍伤寒、恙虫热等。对磺胺及抗菌素敏感。立克次氏体增添和人类的伤心，灾害联系在一同，直到二战前，多次在世界范围内流行，造成人类大批死亡，到现在它们还仍是产生好多疾病和伤心的本源，我国因为贯彻了预防为主的目标，立克次氏体惹起的传患病已被控制或基本清灭。三、衣原体介于立克次氏体与病毒之间，能经过细菌滤器，G-，专性活细胞内寄生的一类原核微生物。致病性：汤飞凡教授1956年第一利用鸡胚培养而分别出来沙眼衣原体。敏感药物：四环素、红霉素、控制生长。生殖方式：二分裂。增补：古生菌在分类地位上与真细菌和真核生物并列为三域，并且在进化谱系上更凑近真核生物；在细胞结构上与真细菌较为凑近，同属原核生物；多生活于一些生计条件十分恶劣的极端环境中，比方高温、高盐、高酸等。第二章真核微生物真核微生物是拥有核膜，进行有丝分裂，细胞质里有线粒体，有些还有叶绿体等细胞器的微生物。真核微生物包含真菌、单细胞藻类原生动物。真菌属于低等植物，不含叶绿素，无根茎叶分化，种类众多，形态大小各异，包含酵母菌、霉菌及蕈菌。真菌在分类上分为三纲一类，即藻状菌纲、子囊菌纲、担子菌纲、半知菌类。第二节酵母菌酵母菌不是一个分类学上的名称，而是一个习惯上的名称。平常用于以芽殖或裂殖来进行无性生殖的单细胞真菌，以与丝状真菌区分开。有些可产生子囊孢子进行有性生殖。一、酵母菌的形态结构酵母菌是一类单细胞真菌，形态有卵圆形、球形、圆柱形，有时因子代与母代细胞连在一同不分开，故呈假菌丝状。细胞直径1～5微米，长5～30微米或更长，真菌细胞拥有细胞壁、细胞膜、细胞核、细胞质含液泡、线粒体、核糖体、内质网及颗粒状内含物。（一）细胞壁厚约1.2微米，主要成分是葡聚糖和甘露聚糖，其余还有脂类和蛋白质，几丁质含量因种类而异，一般在2％左右。（二）细胞膜与原核生物基真相同，主要成分为蛋白质、类脂和少许糖类。从化学构成上看。有的酵母菌细胞膜中含有维生素D的前体——麦角甾醇。膜功能主要用于调结浸透压，汲取养和分泌物质。并与细胞的合成作用有关。（三）细胞核细胞核由双层膜单位－核膜包围。核内有可见的染色体，其数目因种而异。少则几条多则十几条染色体呈线状。由DNA与组蛋白坚固联合而成，每条染色体上都有着丝点。核内还有一个或几个核仁。是合成核糖体的场所。功能和其余生物相同，酵母菌细胞核携带有整个细胞的遗传信息，其实是全部生物化学遗传学过程的控制中心，在代谢和生殖中起主要作用。二、酵母菌的生殖酵母菌的生殖方式有无性生殖和有性生殖。无性生殖又分为芽殖和裂殖。（一）无性生殖1、芽殖：母细胞表面外突长出芽细胞，芽细胞走开母体即为新个体，有时芽细胞不走开母体，又长出新芽，于是新出现大小细胞相连的假菌丝。2、裂殖：少许酵母借细胞横分裂、生殖为裂殖。（二）有性生殖酵母菌的有性生殖，一般产生子囊孢子，其形成过程是两种不一样样性其余细胞各伸出一个盛行此后穿越相连，相连处的细胞壁溶解。两个细胞的细胞质交融称质配。接着两个单倍体的核交融成为联合子。联合后的核进行减数分裂形成4－8个单倍体的核。其外包以细胞质形成子囊孢子，包含在由CW演变为的囊中。三、酵母菌的菌落特色与细菌菌落近似，但一般较细菌菌落大且厚，表面润湿，黏稠，易被挑起，多为乳白色，少许呈红色。拥有酒香味。四、酵母菌与人类生活酵母菌应用很早，与人类关系亲密，在石油加工、废水办理、食品酿造、医药工业等方面据有重要地位。食品早在四千年前的殷商时代，我国劳感人民就用酵母酿酒；多少世纪以来，它便以发酵果汁，而包馒头和制造某些美味、营养食品服务于人类。今日酵母菌的用途更为广泛，它的细胞蛋白质含量干重的50％以上，并含有人体必要的氨基酸，有些国家酵母菌生产已经商品化，用以增补食品饲料。其余有些酵母菌体能产生大批有机酸、酶类，维生素等形成一系列主副产品。化工在石油工业中，酵母菌能把石油中的多种烃氧化，并生成产物如α—酮戊二酸，柠檬酸等，转变率在80％以上。酵母菌也常给人带来危害腐生型酵母菌能使食品、纺织品和其余原料腐败变质，蜂蜜酵母可使蜂蜜、果酱败坏；有的酵母是发酵工业的污染菌，它以耗费酒精，降低产量或产生有良气味，影响产质量量；有些还可以够惹起人和植物病害，比方白假丝酵母，可惹起皮肤粘膜、呼吸道、消化道以及泌尿系统多种疾病。第三节丝状真菌—霉菌霉菌（mold）是“丝状真菌”的统称，不是分类学上的名词。平常指那些菌丝体较发达又不产生大型肉质子实体结构的真菌。在分类上分属于藻菌纲、子囊菌纲与半知菌类。一、形态结构霉菌菌体均由菌丝构成。直径2－10微米。霉菌菌丝分无隔菌丝和有隔菌丝。1、无隔阂菌丝，整个菌丝为长管状单细胞、细胞质内含有多个核，其生长过程只表现为菌丝延长和细胞核的裂殖增添以及细胞质增添，如根霉、毛霉、犁头菌。2、有隔菌丝，菌丝由多细胞构成，每个细胞单核或多核。如青霉、曲霉、白地霉等属此类。在固体培养基上，分为营养菌丝平和生菌丝，菌丝细胞有CW、细胞膜、细胞质和多种内含物CW的主要成分是几丁质和纤维素（多糖）。营养菌丝体的特化形态1）假根：根霉属等低等真菌与固体基质接触处罚化出来的根状结构，功能是固着和汲取营养。2）爬行菌丝：毛霉目真菌在固体基质上形成的与表面平行、拥有延长功能的菌丝。3）吸器：一些专性寄生真菌从菌丝上分化出来的旁枝，侵入细胞内分化成指状、球状或丝状，用以汲取细胞内的营养。4）附着胞：好多植物寄生真菌在其芽管或老菌丝顶端发生膨大，并分泌粘性物，借以坚固地粘附在宿主的表面，这一结构就是附着胞，附着胞上再形成纤细的针状感染菌丝，以侵入宿主的角质层而汲取营养。5）菌核：是一种休眠的菌丝组织。由菌丝密集地交织在一同，其外层较坚硬、色深，内层松弛，大多呈白色。6）菌环和菌网：捕虫菌目（Zoopagales）在长久的自然进化中形成的特化结构，特化菌丝构成圈环或网状组织，能够捕获小型原生动物或无脊椎动物，捕获物死后，菌丝伸入体内汲取营养。二、菌落由分枝状菌丝构成。呈绒毛状、絮状或蜘蛛网状，因为生长快速，菌落常覆盖于整个培养基。常呈必然色彩。有的没有固定大小。各样霉菌，在必然培养基上形成的菌落大小、形状、颜色等相对坚固，因此菌落特色也为分类依据之一。三、生殖霉菌生殖能力强，且方式多样，主要靠形成无性和（或）有性孢子。一般霉菌菌丝生行无性生殖，到后期，在同一菌体上产生有性生殖结构，形成有性孢子。孢子的分类方式在分类学上拥有重要意义。真菌在分类上分为三纲一类，即藻状菌纲、子囊菌纲、担子菌纲、半知菌类。（一）无性孢子生殖无性孢子生殖是指不经过两性细胞的配合，但是营养细胞的分裂或营养菌丝的分化（切割）而形成同种新个体过程。（无性孢子分3种）1、厚垣孢子形成方式：第一在菌丝顶端或中间，一部分原生质浓缩、变圆，类脂物质密集，此后本来的CW加厚或在四周生出厚壁，形成厚垣孢子，当条件合合时，萌发。如毛霉厚垣孢子也是真菌的体眼体。可抵抗干燥与不良环境。2、节孢子节孢子由菌丝断裂形成。菌丝生长到必然段出现好多横隔阂，此后断裂，产生好多单个孢子。如白地霉。3、分生孢子由菌丝分枝顶端细胞或菌丝分化来的分子孢子梗的顶端细胞切割缢裂而形成的单个或成簇的孢子。分生孢子梗结构、大小、形状、着生方式随菌种不一样样而异。分生孢子是最常有的无性孢子，大部分真菌均以此方式进行生殖。这是一种外生孢子，其作用可能有利用借助空气流传。4、孢囊孢子这种孢子形成于一个特其余囊状结构的孢子囊内，故名。形成过程多核细胞体积增大，核外生壁，原囊CW彭大形成孢子囊壁。（二）有性生殖经过两性细胞联合而产生新个体的过程。与其余真菌相同，有性生殖过程可分为三个阶段，质配、核配和减数分裂。在霉菌中有性生殖不及无性生殖那么常常与广泛，多发生在特定条件下，有性生殖方式因菌种不一样样而异。1、接合孢子：有的霉菌两条营养菌丝可直接联合，如毛霉目中一些种。此后质配、核配、减数分裂。2、卵孢子：对多半霉菌来说，菌丝分化形成特其余性细胞（器官）—配子囊（或由配子囊产生的配子）来相互交配，形成有性孢子。①②卵球③雄器3、子囊孢子：在子囊中形成的有性孢子叫子囊孢子。形成子囊孢子是子囊菌的主要特色。过程较复杂：同一菌丝或两个菌丝上的两个大小、形状不一样样的性细胞接触并相互环绕、质配、核配形成了孢子囊，孢子囊被菌丝包围，形成子囊果。子囊果的结构、形态、大小随菌种而异。四、常有真菌毛霉，根霉，青霉，曲霉第三章病毒和亚病毒跟着有关病毒学知识的日趋增添，新的病毒种类不停发现，现已把非细胞生物分红病毒和亚病毒。（真）病毒：最少含核酸非细胞生物类病毒：只含具独自侵染性的RNA组分亚病毒拟病毒：只含不具独自侵染性的RNA组分朊病毒：只含蛋白质一种组分第一节病毒病毒定义：病毒（Virus）是一类由核酸和蛋白质等少许几种成分构成的超显微“非细胞生物”，其实质是一种只含DNA或RNA的遗传因子，它们能以感染态和非感染态两种状态存在。跟着病毒学知识的日趋增添，不一样样学者从不一样样角度对病毒的基本特色进行了概括，现将病毒差异于其余生物的主要特色概括以下：①形体极其微小，必然在电镜下才能察看，一般都具滤过性②没有细胞结构，故也称分子生物③每一种病毒只含一种核酸，不是DNA就是RNA④宿主活细胞内营专性寄生，利用宿主细胞设施进行增殖，⑤在离体条件下，能以无生命的化学大分子状态存在，并可形成结晶⑥对一般抗生素不敏感，但对搅乱素敏感一、病毒形态结构和化学构成（一）病毒的大小研究表示，病毒比细菌小得多，但比多半蛋白质分子大，并且病毒大小相差很远。直径在10－300nm之间，平常在100nm左右。（二）病毒的形态1、典型病毒粒子的结构病毒粒子（或称病毒颗粒）是指成熟的结构圆满的单个病毒，病毒粒子的主要成分是核酸和蛋白质，核酸位于病毒粒子的中心，构成了它的核心或基因组，蛋白质包围在核结构和抗原成分，对核酸有保护作用，在电镜下可看到，衣壳的形态学亚单位是衣壳粒，有些病毒，核衣壳外还有由类脂或脂蛋白构成的包膜，有时，包膜上还长有刺突等隶属物。2、病毒粒子的对称系统研究表示：因为衣壳粒摆列组合的方式不一样样，使病毒粒子常常表现出来不一样样的构型和形状。病毒粒的对称系统有两种：螺旋对称和二十面体对称。螺旋对称能使核酸与蛋白质亚基间的接触更为亲密，二十面体对称有利于核酸以高度卷曲的形式包裹在小体积的衣壳中，其余一些结构复杂的病毒，其衣壳的特色但是是螺旋对称和廿面体对称相联合，故称复合对称。（三）三类典型形态的病毒1、螺旋对称的代表－烟草花叶病毒（TMV）TMV是发现最早、研究最深和认识最清楚的一种病毒衣壳粒和核酸呈螺旋对称形摆列，其外形呈直杆状。2、二十面体对称的代表－腺病毒这是一种动物病毒，看起来象球形，经分辨率高的电镜察看实质是二十面体，1953年初次从手术切除小儿扁桃体中分别到。当前已分别到近百种腺病毒。其宿主包含人和各样动物。3、复合对称的代表－T偶数噬菌体大肠杆菌的T偶数噬菌体共有三种，在自然界散布极广，它们是分子生物学研究中的极好资料，因此对它们认识极其深刻，特别是T4噬菌体早已有十分清楚的电镜照片和圆满的基因组图。T4噬菌体由头部、颈部和尾部三部分构成，因为头部呈二十面体对称尾部呈螺旋对称，故是一种复合对称结构。偶数噬菌体虽呈蝌蚪状，但吸附倒是经过尾丝，尾丝吸附后，会使基板遇到构型的刺激，接着尾鞘蛋鹤发生缩短，使尾管插入宿主细胞。尾管中空是头部核酸注入宿主细胞的通道。（四）病毒的化学构成1、病毒的核酸一种病毒的毒粒只含有一种核酸：DNA或是RNA。病毒核酸种类好多，是病毒系统分类中最靠谱的分子基础，主要有以下权衡指标：①是DNA仍是RNA；②是单链还双链；③呈线状仍是环状；④是闭环仍是缺口环；⑤基因组是单分子、双分子、三分子仍是多分子；⑥核酸的碱基（b）或碱基对（bp）数，及核苷酸序列等。动物病毒以线状的dsDNA和ssRNA为多；植物病毒以ssRNA为主；噬菌体以线状的dsDNA居多，当前真菌的病毒都属dsRNA。2、病毒蛋白质包含非结构蛋白和结构蛋白。病毒结构蛋白的主要生理功能：1）构成蛋白质外壳，保护病毒核酸免受核酸酶及其余理化因子的损坏；2）决定病毒感染的特异性，与易感细胞表面存在的受体具特异性亲和力，促进病毒粒子的吸附和入侵；3）决定病毒的抗原性，能刺激机体产生相应的抗体；4）构成毒粒酶，或参加病毒对宿主细胞的入侵（如T4噬菌体的溶菌酶等），或参加病毒复制过程中所需要病毒大分子的合成（如逆转录酶等）；二、病毒的种类及培养1、病毒的种类病毒几乎能够感染全部的细胞生物，并拥有宿主特异性。噬菌体（phage）：原核生物的病毒植物病毒（plantviruses）动物病毒（animalviruses）人类和脊椎动物病毒昆虫病毒2、病毒的培养和纯化同微生物学其余学科分支相同，病毒学的进步圆满受益于研究方法和技术手段的发展。病毒的培养：二元培养物法1）噬菌体的培养噬菌斑：在涂布有敏感宿主细胞的固体培养基表面，接种适合浓度的噬菌体，每一个噬菌体粒子因为先侵染和裂解一个细胞，此后以此为中心，再频频侵染和裂解四周大批的细胞，就会在菌苔上形成一个拥有必然形状、大小、边沿和透明度的噬菌斑，每一个噬菌斑一般由一个噬菌体粒子形成的，噬菌斑的形成可用于检出、分别、纯化噬菌体和进行噬菌体的计数。噬菌体效价：表示每ml试样中所含拥有感染性噬菌体的数目，也称噬菌斑形成单位数（pfu)。因为试样中一般噬菌体粒子含量较高，故应先对试样进行梯级稀释，此后取采纳适合的方法测定其效价。2）动物病毒的培养大部分动物病毒感染敏感细胞培养能惹起其显微表现的改变，即产生致细胞病变效应，比方细胞齐集成团、肿大、圆缩、零落，细胞交融形成多核细胞，细胞内出现海涵体，以致细胞裂解等。若标本经过适合稀释进行接种并辅以染色处理，病毒可在培养的细胞单层上形成肉眼可见的局部病损地区，即蚀斑或称空斑。3）植物病毒的培养枯斑：植物叶片上的植物病毒集体。4）病毒纯化标准：保持感染性；理化性质均一主要化学构成为蛋白质蛋白质提纯方法（盐析、等电点积淀、有机溶方法积淀、凝胶层析等）差速离心拥有必然的大小、形状和密度梯度离心（超速离心）三、病毒的生殖方式病毒的种类好多，它们生殖方式即有共性又有各自的特色，这是以噬菌体为要点介绍它们独到的生殖方式。（一）原核生物病毒－噬菌体噬菌体广泛存在于自然界中，到现在在绝大部分原核生物中都发现了相应的噬菌体，到现在已作过电镜察看的噬菌体最少已有2850种。据Bradley(1967)概括，噬菌体共有6类形态（图3-5）。1、烈性噬菌体的生殖1）吸附病毒表面蛋白与细胞受体的联合为不可以逆吸附，启动病毒感染的第一阶段。2）侵入3）增殖增殖过程包含核酸的复制和蛋白质的生物合成。增殖是经过噬菌体基因表达实现的。T偶数双链DNA噬菌体的转录、翻译和复制（图3-7）：1）初期转录：先利用寄主的RNA多聚酶（细菌RNA聚合酶）转录噬菌体的mRNA，合成一系列新的初期蛋白质（次初期mRNA聚合酶，改正蛋白等）。次初期转录：改正后的RNA多聚酶转录次初期的mRNA，合成次初期的蛋白质——DNA酶、DNA聚合酶、5-羟甲基胞嘧啶合成酶和后期的mRNA多聚酶在DNA聚合酶的作用下进行噬菌体核酸的复制后期转录：转录后期的后期mRNA，合成后期的蛋白质。在T类噬菌体中，合成的后期蛋白质是噬菌体头和尾成分的亚单位，还有噬菌体的溶菌酶。（4）成熟（装置）新合成的毒粒结构组分组装成圆满的病毒颗粒，称做病毒的装置，亦称成熟或形态发生。5）裂解（开释）成熟的病毒粒子从被感染细胞内转移到外界的过程称为病毒的开释（裂解量）2、一步生长曲线以适合的病毒接种于标准培养的高浓度的敏感细胞，待病毒吸附后，离心除去未吸附的病毒，或以抗病毒抗血清办理病毒—细胞培养物以建立同步感染，此后连续培养并准时取样测定培养物中的病毒效价，并以感染时间为横坐标，病毒的感染效价为纵坐标，绘制出病毒特色性的生殖曲线，即一步生长曲线。一步生长曲线包含隐藏期、裂解期和安稳期三个时期。如图3-9。裂解量：每种噬菌体侵入敏感细胞，均匀每个细胞最后能装置达成和开释出的噬菌体数称为裂解量，它是相对固定的。3、平和噬菌体的溶源性反应溶源性:因平和噬菌体侵入不惹起宿主细胞裂解的现象。平和噬菌体：或称溶源性噬菌体（lysogenicphage），感染细菌后既能惹起寄主裂解开释子代噬菌体，也能将其DNA整合或附着到寄主染色体上，并随寄主一同生殖的噬菌体。在大部分状况下，平和噬菌体的基因组都整合于宿主染色体中（如λ噬菌体)，亦有少许是以质粒形成存在（如P1噬菌体）。原噬菌体：整合于细菌染色体或以质粒形成存在的平和噬菌体基因组称做原噬菌体。溶源菌：细胞中含有以原噬菌体状态存在的平和噬菌体基因组的细菌称做溶源性细菌。①细菌的溶源性拥有遗传性，产生的子代细胞也拥有溶源性，也是溶源菌。②溶源菌对同源噬菌体拥有免疫性。③自觉裂解和引诱裂解：有少许噬菌体可自觉惹起裂解宿主细胞，惹起裂解是检查能否存在溶原性细菌的有效方法。④溶源性细菌有时能失掉前噬菌体，而变为非溶源细胞，使溶源性复愈。⑤溶源性细菌可获得一些新的生理特色，如日喉杆菌只有在含有－噬菌体时才能产生白喉毒素，惹起宿主发病，称为溶源转变。（二）植物病毒1、概括从病毒学的发展史来看，一些开创性的工作和基础理论研究成就，第一是在植物病毒领域里获得的，最初发现提纯、结晶和电镜察看的都是植物病毒，已知的植物病毒多达600种（1983）此中多半是单链RNA病毒。植物染毒后，症状主要有三：①因叶绿体不可以够履行正常功能而惹起花叶、黄化或红化等症状②植株发生矮化，从枝或畸形等③形成枯斑或坏死等症状。2、增殖过程“侵入”方式：（1）借昆虫刺吸式口器进入（2）经过伤口进入经过胞间连丝或输导组织快速向其余部位扩散惹起广泛感染（三）脊椎动物病毒依据病毒在人体与哺乳动物中广泛存在，其余各样动物、禽类、爬行类和鱼类等多种脊椎动物中也广泛存在着相应的病毒，牲畜中的口蹄疫、猪瘟、牛瘟、、兔的乳头状瘤等都是病毒惹起的，家禽中的瘟疫病，两栖类、鱼类的肿瘤、鱼痘等也是病毒惹起的。人类传患病80％由病毒惹起如：流行感冒、肝炎、麻疹、水痘、腮腺炎、流行性乙型脑炎、脊髓灰质炎、狂犬病受病毒感染而惹起的。另一些病毒感染动物后，其实不致死宿主细胞，而是惹起肿瘤。（四）昆虫病毒（无脊椎动物病毒）无脊椎动物病毒主要在节肢动物的昆虫纲中发现，昆虫病毒主要寄生在昆虫的真皮、脂肪组织、血细胞、肠道细胞中，有的在宿主的细胞核中，有的在宿主的细胞质里，大批增殖以致宿主组织损坏、死亡。依据能否形成多角体和多角体的形态及形成部位，可把昆虫病毒分为以下几类（海涵体在显微镜下呈角状）。1、核型多角体病毒质型多角体病毒颗粒体病毒第二节亚病毒凡在核酸和蛋白质两种成分中，只含此中之一的分子病原体，称为亚病毒subvirus），包含类病毒、拟病毒和朊病毒3类。它们都是1971年此后发现的。一、类病毒类病毒（viroid）是一类只含RNA一种成分、专性寄生在活细胞内的分子病原体。当前只在植物体中发现。二、拟病毒拟病毒又称类类病毒或病毒卫星，是指一类包裹在真病毒粒中的出缺点的类病毒。三、朊病毒是一类能侵染动物并在宿主细胞内复制的小分子无免疫性的疏水蛋白质。肮病毒的发现对传统的中心法例提出挑战，因此有可能为分子生物的发展带来革命性的影响，同时对一系传记染性疫病源认识带来的希望。第三节病毒与实践病毒与实践的关系极其亲密，由病毒给我们带来的人、动物、植物病毒，对发酵工业也带来不利影响，又可利用它们进行生物防治，生化治药（疫苗生产）和作遗传工程中的外源基因载体，以下拟从五个方面来加以介绍。一、噬菌体与发酵工业噬菌体与实践的关系主要表现在对发酵工业的危害上，当发酵液受噬菌体严重污染时，会出现：表现：①发酵周期明显延长②碳源耗费缓慢③发酵液变清④发酵产物形成缓慢或根本不形成⑤噬菌体检测会发现大批噬菌斑⑥电镜可看到噬菌体结果：①减产②倒罐预防举措：①决不使用可疑菌种②严格环境卫生③活菌液禁止排放④通气加料严控⑤严格履行制度⑥设施灭菌⑦使用抗噬菌体菌株。挽救方法：①赶快提取产品②加药控制③实时改换菌种二、昆虫病毒用于生物防治长处：（1）致病力强，使用量小（2）专一性质，安全靠谱（3）抗逆性强，作用悠久（4）生产简单，成体低价缺点：危害经济动物如家蚕第四章微生物的营养和培养基微生物同其余生物相同，在生长过程中，必然从外界环境中汲取各样物质做原料，借以合成细胞物质，并获得能量进行新陈代谢。这些物质被称为营养物质。微生物汲取和利用这些物质的过程称为营养。第一节微生物的6类营养因素一、碳源凡能构成微生物细胞或代谢产物中碳架本源的营养物质都称为碳源。微生物的碳源谱见表4-11）无机C源：CO2、碳酸盐，只好被自养微生物利用。2）有机C源：各样糖类，其次是有机酸、醇类脂类和烃类化合物。大部分细菌，全部放线菌和真菌都以有机碳化合物为碳源。实验室里用糖做碳源；生产中常用的碳源是农副产品和工业业荒弃物，有些微生物能利用多种碳源如洋葱假单孢菌能利用103种不一样样的碳源，有的微生物只好利用1－2种碳源，如甲烷细菌只好利用甲烷和甲醇。二、氮源凡是能够构成微生物细胞和代谢产物中氮素本源的营养物质都称为氮源。功能：为微生物供应合成细胞物质代谢产物的原料，氮源一般不做能源，微生物的碳源谱见表4-2种类：（1）分子态氮：固氮微生物以分子氮为独一氮源；（2）无机态氮：硝酸盐、铵盐几乎全部微生物能利用；（3）有机态氮：蛋白质及其降解产物氨基酸自养型生物与氨基酸异养型生物三、能源能为微生物生命活动供应最初能量本源的营养物或辐射能称为能源。化学物质有机物：化能异养微生物微生物的能源（同碳源）能源谱无机物：化能自养微生物的能源（不一样样于碳源）辐射能：光能自养和光能异养微生物的能源四、生长因子生长因子指那些微生物生长所必要并且需要量很小，但微生物自己不可以够合成或合成量不足以知足机体需要的有机物。1、维生素有的微生物自己不可以够合成维生素，需要外加，主假如B族维生素、硫胺素、叶酸、泛酸、核黄素等，如生产味精需加生物素。2、氨基酸有些微生物自己不可以够合成某种氨基酸，必然赏赐增补。各样菌合成氨基酸的能力有很大差异，一般G－菌强于G＋，大肠杆菌自己能合成全部氨基酸，沙门氏菌能合成大部分氨基酸，有的菌合成氨基酸能力极弱，如肠道串珠菌需从外界增补19种氨基酸。3、碱基依据与生长因子的关系把微生物分红三类：生长因子自养微生物；生长因子异养微生物和生长因子过分合成微生物。五、无机盐无机盐主要为微生物供应除碳、氮源之外的各样重要元素，是微生物生长必不可以少的物质。功能：（1）构成微生物细胞的构成成分（2）调停微生物细胞的浸透压pH值和氧化复原电位。（3）有些如S、Fe还可做为自养微生物的能源。（4）构成酶活性基的构成成分，保持酶活性。Mg、Ca、K是多种酶的激活剂。种类（1）构成微生物细胞以C、H、O、N、P、S六种元素为主，约占细胞干重的95％以上；（2）Ca、K、Mg、Fe为大批元素，以无机盐阳离子形式被汲取，配培养基要加磷酸盐、硫酸盐。（3）Zn、Ca、Mn、Co、Mo等微量元素，在微生物培养中有0.1PPM就能够了，自来水原猜中以够用，不需另加。六、水微生物细胞含水约占细胞鲜重的70－90％，作用是多方面的。1、功能：1）是细胞中生化反应的优秀介质；营养物质和代谢产物都必然溶解在水里，才能被汲取或排出体（细胞）外。2）水的比热高能有效的吸代替谢过程中放出的热量，不以致细胞的温度忽然上涨。3）保持细胞的膨压（控制细胞形态）。2、水活度表示方法微生物可利用的水用水活度来表示（Qw），Qw是指在相同的温度和压力下，溶液中水的蒸气压和纯水的蒸气压的比，即纯水微生物生长所需的水活度平常在0.8，酵母菌次之，耐旱的微生物水活度为

an=P溶液/P0.63－0.99之间，细菌水活度较高为0.6，水中溶质越高水活度越低。第二节微生物的营养种类依据微生物所需要的碳和能源不一样样可分为：光能自养微生物（光无机营养型）自养微生物化能自养微生物（化能无机营养型）光能异养微生物（光能有机营养型）异养微生物化能异养微生物（化能有机营养型）一、自养微生物完幸好无机环境中生计，以CO2、碳酸盐为碳源，以铵盐和硝酸盐为氮源来合成细胞质的微生物称为自养微生物。（一）光能自养微生物（光能无机营养型）可在圆满无机的环境中生长，以CO2为碳源，光做能源，无机物为供H体还CO2合成细胞有机物质的微生物叫光能自养微生物。蓝细菌，绿硫菌和紫硫细菌即属这各样类，如蓝细菌含叶绿素，以光为能源H2O为供H体，复原CO2合成有机物放出(二)化能自养微生物在圆满无机的环境中生长发育，以无机化合物氧化为时开释的能量为能源，CO2或碳盐为碳源，合成细胞物质的微生物叫化能自养微生物。这种细菌包含硫细菌、硝化细菌、氢细菌、铁细菌等，硫细菌和硝化细菌与生产亲密有关。二、异养微生物（有机营养型）认识在圆满无机环境中生长生殖，以含碳有机物为碳源，含氮有机物或无机物为氮源，合成细胞物质，称为异养微生物。（一）光能异养微生物这种微生物拥有光合色素。能利用光做能源，以有机化合物为供H体，复原CO2，合成细胞物质的微生物，称光能异养微生物。光能异养微生物能利用CO2，但必然在有机物存在的条件下，才能生长，人工培养还需供应生长因素。当前已用这种微生物，如红螺菌来净化高浓度有机废水。（二）化能异养微生物（化能有机营养型）这种微生物以有机化合物为碳源，利用有机化合物氧化过程中产生的能量为能源，以有机或无机含氮化合物为氮源，合成细胞物质。这种微生物称为化能异养微生物。自养与异养的差异不在于能否利用CO2，而在于能否以CO2式碳酸盐为独一的碳源。自养型以无机碳化物为碳源，异养型固然也可利用CO2，但必然在有机碳存在状况下。第三节营养物质进入细胞的方式微生物经过细胞膜与外界环境进行物质交换，因此细胞的透性与微生物汲取营养物质关系极为亲密。物质运输有四种方式。一、纯真扩散这是物理扩散作用，被汲取的物质是靠细胞内外的浓度差或电位差为动力，溶质分子从浓度高的地区向浓度低的地区扩散，细胞被动接收这些物质，称为被动汲取，这个扩散过程不用耗能量。二、促进扩散促进扩散也是以物质的浓度梯度为动力，与上种方式不一样样的是这种运输过程有膜载体参加，起“渡船”作用，把物质由膜外运至膜内。（膜上蛋白种类多主要起酶与载体的作用）。膜载体又称载体蛋白质1、有很强的特异性。2、在运输的过程中，自己不发生变化。3、能加速物质运输的速度。因此将这种载体蛋白归于酶类，通称浸透酶细胞中有多种浸透酶，一种酶最少可帮助一种物质进行运输。特色：1、物质运输动力是细胞外的浓度差。2、运输过程不用耗能量。3、有膜载体参加，膜载体（浸透酶）有特异性。运输葡萄糖的载体只运输葡萄糖。三、主动运输在能量参加下，膜载体（浸透酶）逆浓度梯度在细胞内累积营养物质过程，称为主动运输。特色：1、被运送的物质可逆浓度梯度进入细胞内。2、要耗费能量，必要有能量参加。3、有膜载体参加，膜载体发生构型变化。4、被运送物质不发生任何变化。四、基团移位（转位）另一种主动运输方式是基团转位，是在研究糖的运输发现的，运输过程中需要能量，被运输的物质发生化学变化的运输叫基团移位，好多糖就是靠基团移位进行运输的。厌氧菌、兼性厌氧菌和光合细菌一般以基因转位这种方式经过磷酸转移酶系统来汲取糖类物质。第四节培养基培养基（medium）是人工配制的，适合微生物生长生殖或产生代谢产物的营养基质。科研和生产中培养微生物都需要配制培养基。一、配制培养基的原则1、目的明确各样微生物营养种类不一样样，所需营养物质成分也各不一样样。自养微生物所用的培养基，是由无机物构成的，碳源和能源，有的微生物对营养要求较复杂，需有多种有机物才能很好生长。2、营养协调选择适于微生物生的营养配方及其用量，依据菌体化学构成和代谢产物成分来配制。不一样样的微生物要求不一样样的C/N比，一般细菌和酵母菌5/1，霉菌为10/1。其余，其余营养物质如无机盐、生物素的供应也要适合，不然也会降低代谢物的产量，微量元素用量极微，不需另加，自来水中含量即可知足。3、理化适合微生物生长还受pH值、氧化复原电位和浸透压等条件的影响。1）pH值：不一样样微生物要求不一样样pH值，制备培养基时必然调pH值，一般细菌、放线菌pH值为7.0－7.5之间，霉菌和酵母（真菌）的pH值为4.5－6.0之间，其余，在微生物培养过程中pH值发生变化，这是因为微生物代谢活动惹起的。使含糖的培养基变酸，pH值降落。微生物分解蛋白质又可产生氨，使pH值上涨。为了保持微生物适合的pH值的相对坚固，常用缓冲液进行调理。2）调理氧化复原电位1）需氧微生物的氧气一般可从空气中获得，发酵罐培养常常通入无菌空气，使发酵液中含有充分的溶解氧，保证微生物需氧量。2）厌氧微生物培养时，需制造无氧环境，常加入复原剂，制造氧化复原电位低环境，如加半胱氨酸、巯基乙酸钠、Na2S抗坏血酸等。3、调理培养基的浸透压培养基中各样物质的浓度要适合，过高会控制微生物的生长，因此配培养基时要掌握好营养物质的浓度及各样营养成分的比率，为保证适合的浸透压可在培养基中加入食盐，调理浸透压。有时在杀菌后培养基中有积淀产生。这是化学药品之间在加热时发生的化学反应的结果，为防备这种状况的发生，可使两种能发生反应的物质分别灭菌，或在培养基中加入少许螯合剂。4、经济节俭二、培养基的种类及其应用依据不一样样的使用目的、营养的不一样样本源和不一样样的物理状态，可将培养基分红若干种类来适应科研和生产的需要。（一）依据微生物的种类分类可将培养基分红；细菌培养基；放线菌培养基、霉菌培养基和酵母培养基。1、细菌培养基：常用的培养基为牛肉膏蛋白质培养基。2、放线菌：高氏一号培养基3、霉菌：马丁氏培养基；马铃薯蔗糖培养基（PDA）4、酵母:麦芽汁培养基和马铃薯葡萄糖培养基（二）按培养基的成分可分为合成培养基、天然培养基、半合成培养基。1、合成培养基营养物质的成分及其浓度圆满清楚；组分精准；重复性强。但微生物生长缓慢，所用各样物质成本昂贵，只在实验室里使用。2、天然培养基采纳动植物组织、微生物浸出物等，如牛肉膏蛋白胨、玉米粉、麦芽汁、麸皮、马铃薯、酵母膏等配制成。这些物质化学成分复杂、营养丰富。不坚固、不精准。微生物生长优秀，培养基易得，成本低价，适于大生产中配制培养基。3、半合成培养基在天然有机物基础上加入某种已知的无机盐类或在合成培养基基础上加入某些天然有机成分。这种培养基能更有效的知足微生物的营养要求（三）按培养基的物理状态可分为固体培养基，液体培养基和半固体培养基。1、固体培养基在液体培养若加入凝结剂使培养基成为固体状态，称为固体培养基。这种培养基常被用于微生物分类判断和收藏菌种。1）琼脂固体培养基：在液体培养基中加入1.5－2.0%琼脂。2）明胶培养基室温时呈透明的固体状态，37℃即能变为液体状态，好多微生物能利用明胶，水解明胶，这种培养基主要用于菌种的分类判断。3）硅胶固体培养基培养自养型微生物的培养基，用硅胶做凝结剂。4）天然固体基质土豆块、胡萝卜块也可做培养微生物的培养基质。2、半固体培养基培养基中加入少许琼脂（0.3－0.6%）制成半固体状态的培养基，用穿刺接种法接种带鞭毛的细菌，因为鞭毛细菌的运动可在穿刺线的四周形成横向生长。3、液体培养基不加凝结剂的培养基，营养物质散布均匀，微生物能与营养物质充分接触，利用适合累积代谢产物。多用于生理研究和发酵工业生产中。其余，病毒与立克氏体，衣原体等活细胞专性寄生微生物，常用鸡胚培养法和动物培养法进行培养。（四）按培养的用途又可分为选择培养基和鉴识培养基。1、选择培养基是一类依据某微生物的特别营养要求或其对某化学、物理因素的抗性而设计的培养基，拥有使混淆菌样中的劣势菌变为优势菌的功能。在一般培养基（如肉汤蛋白胨培养基）中加入某些特别营养物质制成的一类营养丰富的培养基称加富培养基。如在培养基中加入血、血清、动植物组织提取液，用来培养要求较苛刻的某些异养微生物。富集培养基：依据待分别微生物的特色设计的培养基，用于从环境中富集和分别某种微生物。1）如纤维分解菌所用的培养基中可加一张滤纸条2）又如用含白腊的培养基，可分别获得能利用白腊油的微生物。用蛋白质做独一的氮源的培养基可分别到产蛋白酶的微生物。4）缺氮培养基可分别到固氮微生物。其余，可依据某些微生物对一些化学药品的抗性设计培养基，控制我们不需要的微生物的生长生殖，如在分别酵母和霉菌时在培养基中增添青霉素，四环素、链霉素控制细菌和放线菌的生长。2、鉴识培养基细菌呼吸链在细胞膜上，真核生物一类在成分中加有能与目的菌的无色代谢产物发生显色反应的指示剂，从而达到只须用肉眼鉴识就能方便地从近似菌落中找出目的菌落的培养基。检查乳品和饮用水中能否含有肠道致病菌，所用的伊红美兰培养基，是一种鉴识培养基。将大肠杆菌接种在伊红－美兰培养基上，当大肠杆菌发酵乳糖时，能使伊红－美兰联合成黑色化合物，因此在这种培养基上长出来的大肠杆菌，呈紫黑色并带金属光彩的小菌落，而产气杆菌在这种培养基上长出的是较大的棕色菌落。第五章微生物的新陈代谢微生物体进行化学反应统称为代谢，包含合成代谢和分解代谢。简单的小分子合成复杂的大分子，并构成细胞结构，称为合成代谢；各样营养物质或细胞物质降解为简单的产物，称为分解代谢。合成代谢是分解代谢的基础，分解代谢为合成代谢供应能量和原料。物质代谢过程中陪伴着能量代谢。微生物代谢特色有两点：1、代谢旺盛（强度高，转变能力强）2、代谢种类多。因为微生物的代谢作用，使得微生物在自然界的物质物质循环中起着极其重要的作用。分解代谢复杂分子简单小分子+ATP+[H]（有机物）合成代谢第一节微生物的能量代谢微生物的产能方式与其营养种类有关。异养微生物的能量来自有机物的分解。有发酵和呼吸两种产能方式。发酵与呼吸差异在于最后电子受体不一样样。发酵是以中间代谢物为最后电子受体，而呼吸则是以无机物(少许为有机物)和氧气做为最后电子受体。呼吸又分有氧呼吸和无氧呼吸，以无机物(少许为有机物)为最后电子受体叫无氧呼吸，以氧为最后电子受体的叫有氧呼吸。发酵：以有机物为最后电子受体生物氧化无氧呼吸：以无机物(少许为有机物)为最后电子受体呼吸有氧呼吸：以氧为最后电子受体一、化能异养微生物的生物氧化和产能1、有氧呼吸微生物在降解底物的过程中，将开释出的电子经电子传达系统传给外源电子受体，从而生成水或其余复原型产物并开释出能量的过程，称为呼吸。呼吸的一个重要特色是基质上脱下的氢要经过电子传达链进行传达最后交给电子受体，并且电子在传达过程中陪伴ATP生成。这种生成ATP的方式称为氧化磷酸化。依据呼吸中电子最后受体性质的不一样样，能够将呼吸称为好氧呼吸与厌氧呼吸两各样类，前者以分子氧为最后受体，后者以除氧之外的物质如硝酸盐或延胡索酸等作为最后电子受体。微生物的有氧呼吸与真核生物相同，但是的呼吸链在线粒体进步行。葡萄糖经过好氧呼吸圆满氧化生成CO和水的过程除糖酵解作用外，还有三2羧酸循环与电子传达链两部分的化学反应，前者使圆满氧化成CO2，后者使脱下的电子交给分子氧生成水并陪伴有ATP生成。最后产物是CO2和H2O。可产生38ATP。有氧呼吸特色：1、基质氧化完好生成CO2和H2O，2、酶系圆满。3、产能量多，一分子葡萄糖净产38个ATP2、无氧呼吸无氧呼吸是以无机物为最后电子受体的生物氧化过程，能做为无氧呼吸最后电子受体的无机物有硝酸盐、碳酸盐、硫酸盐，这些无机盐接受电子后被复原。1）硝酸盐呼吸（反硝化作用）在无氧条件下，某些兼性厌氧微生物利用硝酸盐作为呼吸链的最后氢受体，把它复原成亚硝酸、NO、N2O直至N2的过程称为硝酸盐呼吸或反硝化作用。硝酸盐复原可将土壤肥力降低一半，造成土壤中氮素的损失，对农业生产不利，但对地球整体氮素循环是有利的，能够进行异化型硝酸复原的微生物其实不多，主假如极毛杆菌属和色杆菌属。（2）硫酸盐复原（反硫化作用）有些硫酸盐复原菌如脱硫弧菌，以有机物为氧化基质，使硫酸盐复原成H2S。同时经过电子传达磷酸化生成ATP。硫酸盐复原菌，多生活在稻田，游泥等处，这些地方硫酸盐被其复原菌复原。生成H2S含量过高会造成小稻烂秧。（3）碳酸盐复原（甲烷生成作用）甲烷细菌能在氢等物质的氧化过程中，以CO2复原成甲烷，这就是碳酸盐复原，又称甲烷生成作用。甲烷细菌为专性厌氧菌，散布很广，江河湖底、游泥中、沼泽地及动物消化道中都有好多甲烷菌。甲烷菌以CO2和H2为原料，以H2为电子供体CO2为电子受体和碳素本源合成甲烷－沼气，还有些甲烷细菌能以甲酸、乙酸、甲醇为碳源合成甲烷。4）延胡索酸呼吸延胡索酸是最后电子受体，而琥珀酸是复原产物。3、发酵在生物氧化中发酵是指无氧条件下，底物脱氢后所产生的复原力不经过呼吸链传达而直接交给一内源氧化性中间代谢产物的一类低效产能反应。是由厌氧或兼性厌氧微生物在厌氧条件下实现的生化过程。这明显有别于工业发酵所指的微生物产品的生产过程。工业常把好氧或兼性厌氧微生物在通气或厌气的条件下的产品生过程统称为发酵。依据代谢产物和代谢门路不一样样，有各样不一样样的发酵种类，以乙醇发酵，乳酸发酵，混淆酸发酵，丙酮发酵研究得最重要最清楚。微生物不一样样，它所分解葡萄糖后，累积的代谢产物也不一样样，当前依据主要代谢产物，将微生物发酵分红不一样样的种类。（1）乙醇发酵1）酵母菌的乙醇发酵酵母菌的乙醇发酵和酒精、白酒、葡萄酒、啤酒等各样酒类生产关系亲密，丙酮酸脱羧酶是酵母菌乙酸发酵的要点酶。当前所知的它主要存在于酵母菌中。能催化丙酮酸脱羧为乙醛，乙醛接受磷酸甘油醛氧化成1，3－二磷酸甘油酸所开释出的H复原成乙醇。1分子葡萄糖经酵母菌的乙醇发酵生成2分子乙醇，2分子CO2，净增2分子ATP，这2个ATP是基质在氧化过程中产生的，这种产生ATP的方式称为底物磷酸化。2）细菌的乙醇发酵少许细菌如运动发酵单细胞菌也能进行乙醇发酵，但与酵母有的乙醇发酵途径不一样样，是经过ED门路进行乙醇发酵。ED门路是1952年Entner-Doudoroff在研究嗜糖假单孢菌时发现的。是少许缺少圆满EMP门路的微生物的一种代替门路，微生物特有。这一门路的特色酶是2－酮3－脱氧－6磷酸葡萄糖醛缩酶。2）乳酸发酵乳酸发酵是指乳酸细菌将葡萄糖分解产生的丙酮酸渐渐复原成乳酸的过程。是典型的乳酸发酵。我们熟习的牛奶变酸，生产酸奶，渍酸菜，泡菜和青贮饲料都是乳酸发酵。进行乳酸发酵的都是细菌，如：短乳杆菌，乳链球菌等。同型乳酸发酵在糖的发酵中，产物只有乳酸的发酵称为同型乳酸发酵。乳酸脱氢酶是同型乳酸发酵的要点酶。其过程是丙酮酸为直接H受体，沿EMP门路生成丙酮酸，在脱氢酶催化下复原成乳酸。异型乳酸发酵（HMP门路）发酵产物除乳酸外还有乙醇与CO2。异型乳酸发酵以一磷酸己糖门路（PK）为基础，发酵结果是1分子葡萄糖分子生成1分子乳酸，1分子乙醇，1分子CO2。乳酸发酵细菌多为杆菌，如乳酸杆菌，G+，无芽孢，少许为球菌，如乳链球菌。（3）混淆酸发酵某些细菌经过发酵将G变为琥珀酸、乳酸、甲酸、H2和CO2等多种代谢产物，因为代谢产物中含多种有机酸，因此将这种发酵称为混淆酸发酵。大部分肠杆菌如大肠杆菌等均能进行混淆酸发酵。从上述几种发酵种类能够看出（1）糖酵解作用是各样发酵的基础，而发酵则是糖酵解过程的发展（2）发酵的结果仍累积某些有机物，说明基质在氧化过程中不完好（3）基质受体被氧化的基质同时又是电子受体。二、自养微生物产ATP和产复原力（一）、化能自养菌无机物氧化获能,经过卡尔文环同化CO2。产能主要方式是氧化磷酸化，复原力产生是逆向电子传达。无机物氧化时，以不一样样地点进入呼吸链，这与异养菌不一样样，产能效率低。一般为好氧菌。1、硝化细菌将氨氧化成亚硝酸—亚硝化细菌亚硝酸氧化成硝酸—硝酸化细菌+NO2-+?O2→NO3-+18千卡2、硫细菌硫细菌能够利用一种或多种复原态或部分复原态的硫化合物（包含硫化物、元素硫、硫代硫酸盐、多硫酸盐和亚硫酸盐）作能源。惹起元素硫或复原态硫化物氧化。因为产硫酸，会惹起金属腐化，也可用于湿法冶金。3、化能自养微生物的能量代谢的特色：1）无机底物的氧化直接与呼吸链发生联系2）呼吸链的组分多样化3）产能效率低（二）光能自养菌蓝细菌与高等植物相同，含叶绿素a,b,其余含菌绿素，有光合膜。光合作用只在有光合色素存在时才进行。叶绿素（主要色素）捕获能量与光反应中心光合色素，类胡萝卜素（协助色素）：只捕能并传至叶绿素光合细菌属于原核微生物，归于红螺菌目，利用硫化氢、氢气或有机物作为供氢体。常存在于水较清，可透光的厌氧环境中。1、环式光合磷酸化循环光合磷酸化是一种存在于厌氧性光合细菌中的原始光合作用系统，可在光能驱动下经过电子的循环式传达而达成磷酸化产能反应。光合细菌属此类。光合菌复原力来自硫化氢，方式可能是逆向电子传达，耗费光反应产生的ATP。2、非环式光合磷酸化非环式光合磷酸化是各样绿色植物、藻类和蓝细菌所共有的利用光能产生ATP的磷酸化反应。电子的传达门路为非循环式的，反应过程中产生原力和O2。

ATP、还3、嗜盐菌紫膜的光合作用一种只有嗜盐菌才有的，无叶绿素或细菌叶绿素参加的独到的光合作用。是迄今为止最简单的光合磷酸化反应。第三节微生物独到合成代谢门路举例一、生物固氮分子N2经过固氮微生物作用形成NH3的过程。固氮微生物（都是原核微生物）①自生固氮菌：好氧、厌氧、兼性厌氧及各样营养种类。②共生固氮菌：与豆科共生为根瘤菌，与非豆科共生是放线菌。③联合固氮菌：根际、叶面微生物。2、固氮系统只有在不含有化合态氮的培养基上生长，且供应ATP、复原力等条件下才能固氮。总反应式：Mg2+N2+6e+6H++12ATP2NH3+12ADP+12Pi生物固氮反应的6因素：1）ATP的供应；（2）复原力[H]及其传达载体3）固氮酶：由固二氮酶和固二氮酶复原酶构成。都对氧极敏感，遇氧失活，需厌氧条件固氮。（4）复原底物——N2（5）镁离子（6）严格的厌氧微环境固氮酶底物专一性不高，还可以够催化一些反应。此中C2H2→C2H4（测定固氮酶活力的乙炔复原法），可用气相色谱检测，可作为固氮系统存在的有效指标。好氧菌固氮酶避氧害系统1、好氧性自生固氮菌的抗氧保护系统：呼吸保护与结构保护。2、蓝细菌固氮酶的抗氧保护系统：异形胞3、豆科植物根瘤菌固氮酶的抗氧保护系统：存在于类菌体周膜内外的豆血红蛋白。二、微生物次生代谢物的合成初级代谢：微生物从外界汲取各样营养物质，经过分解代谢和合成代谢，生成保持生命活动所必要的物质和能量的过程，称为微生物的初级代谢。次级代谢：某些生物为了防备在初级代谢过程某种中间产物累积所造成的不利作用而产生的一类有利于生计的代谢种类。次生代谢物：微生物的次生代谢物是指某些微生物生长到坚固期前后，以初生代谢物为前体，经过复杂的次生代谢门路所合成的各样分子结构复杂的化合物。依据其作用，可将其分为抗生素、激素、生物碱、毒素及维生素等种类第六章：微生物生长及其控制生长：有机体的细胞组分与结构在量方面的增添。生殖：单细胞-因为细胞分裂惹起个体数目的增添。多细胞-经过无性或有性孢子使个体数目增添的过程。生长是一个渐渐发生的量变过程，生殖是一个产生新的生命个体的质变过程