微生物基础知识讲座.pptx

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,微生物基础知识讲座,微生物基础知识讲座,第1页,第一章 微生物概论,什么是微生物,微生物（microorganism,microbe）是一些肉眼看不见微小生物总称。包含属于原核类细菌、放线菌、支原体、立克次氏体、衣原体和蓝细菌（过去称蓝藻或蓝绿藻），属于真核类真菌（酵母菌和霉菌）、原生动物和显微藻类，以及属于非细胞类病毒、类病毒和朊病毒等。,微生物基础知识讲座,第2页,细菌,发酵,微生物基础知识讲座,第3页,微生物千姿百态，有些是腐败性，即引发食品气味和组织结构发生不良改变。当然有些微生物是有益，它们可用来生产如奶酪，面包，泡菜，啤酒和葡萄酒。微生物非常小，必须经过显微镜放大约1000 倍才能看到。比如中等大小细菌，1000个叠加在一起只有句号那么大。,微生物基础知识讲座,第4页,自佛罗里达,10,月,3,日发觉,25,年来美国第一例吸入性炭疽之后，美国及其海外机构一直处于遭受炭疽菌攻击恐慌之中。炭疽杆菌是出现在历史上比较久一个生物武器，也是战争中惯用一个细菌，曾使无数人丧命。二战时期，日本731部队曾经大量培养炭疽病菌，并用活人标本进行试验。,炭疽杆菌是人类历史上第一个被证实引发疾病细菌。,1877,年,Robert Koch,首次在培养基上培养成功（如图,1,），并说明其可形成内孢子体，注射动物后可造成试验性炭疽。,炭疽杆菌是一个很大格兰氏染色阳性杆菌，可在普通培养基上需氧或厌氧条件下培养。,微生物基础知识讲座,第5页,芽孢杆菌,微生物基础知识讲座,第6页,蜡样芽孢杆菌,蜡样芽孢杆菌,蜡样芽孢杆菌,蜡样芽孢杆菌,微生物基础知识讲座,第7页,淡水中螺旋菌,spirochetes.,微生物基础知识讲座,第8页,青霉是种真菌，属于子囊菌。,有能产生青霉素，救了无数人命。,产生无性孢子。,微生物基础知识讲座,第9页,根霉,（Rhizopu,s)是种真菌，属于接合菌。,能产生无性孢子,菌丝体直径约12 um,黑是孢子囊,微生物基础知识讲座,第10页,支原体扫描电镜图片,支原体,（mycoplasma）以前被认为是最小能独立存活原核生物，以前也被认为是地球上迄今为止被发觉最小细胞生物。,全世界90%猪体内寄生着支原体。,微生物基础知识讲座,第11页,立克次氏体（rickettsiae），一个微小寄生细菌。,上图是动物淋巴细胞，红色是寄生立克次氏,体。,微生物基础知识讲座,第12页,噬菌体,SARS病毒是一类新发觉冠状病毒,禽流感病毒,爱滋病毒,微生物基础知识讲座,第13页,微生物特点,种类多、分布广,现在已经知道微生物有十万种左右；,微生物在土壤中数量最多，据统计，一克土壤中含有几千万到几百亿微生物。,微生物基础知识讲座,第14页,个体小、胃口大,每毫克大肠杆菌细胞表面积比每毫克人细胞表面积大30万被左右；,主动活动大肠杆菌，每小时能消耗它体重倍乳糖；,微生物基础知识讲座,第15页,繁殖速、转化快,微生物有惊人繁殖速度，大多数微生物几十分钟内就能够繁殖一代，如细菌普通每2030分钟既可分裂一次；,生产味精谷氨酸短杆菌，从摇瓶培养扩大到50吨发酵罐过程中，在52小时内细胞数目增加了32亿倍；,乳酸菌每小时可产生为其体重100010000倍乳酸；,一个产朊假丝酵母合成蛋白质能力是大豆100倍，比食用公牛强10000倍；,微生物基础知识讲座,第16页,适应强、变异易,一九四三年分离到青霉素产生菌，在每毫升发酵液中只能分泌20单位左右青霉素，经过60多年来不停育种，加上其它条件改进，当前每毫升已经超出10万单位；,微生物基础知识讲座,第17页,第二章 微生物类群和形态结构,微生物种类繁多，人们研究得最多、也较深入主要有细菌、放线菌、蓝细菌、枝原体、立克次氏体、古菌、真菌、显微藻类、原生动物、病毒、类病毒和朊病毒等。现择要介绍以下：,细菌,放线菌,霉菌,酵母菌,病毒,微生物基础知识讲座,第18页,第一节 细菌,细菌是一类细胞细而短、结构简单、细胞壁坚韧，以二等分裂方式繁殖原核微生物，分布广泛。,微生物基础知识讲座,第19页,一、,细菌形态与结构,微生物基础知识讲座,第20页,二、细菌繁殖,二分分裂繁殖是细菌最普遍、最主要繁殖方式。在分裂前先延长菌体，染色体复制为二，然后垂直于长轴分裂，细胞赤道附近细胞质膜凹陷生长，直至形成横隔膜，同时形成横隔壁，这么便产生两个子细胞。,微生物基础知识讲座,第21页,=,=细菌细胞分裂电镜超薄切片图,杆菌二分裂过程模式图,微生物基础知识讲座,第22页,三、细菌菌落,单个或少数细菌细胞生长繁殖后，会形成以母细胞为中心一堆肉眼可见、有一定形态结构子细胞集团，这就是菌落。细菌菌落常表现为湿润、粘稠、光滑、较透明、易挑取、质地均匀以及菌落正反面或边缘与中央部位颜色一致等。细菌菌落特征因种而异。可作为判定细菌种依据。,微生物基础知识讲座,第23页,粘质沙雷氏菌菌落特征,沙门氏菌菌落特征,铜绿假单孢菌菌落特征,弗氏志贺氏菌菌落特征,粘质沙雷氏菌菌落特征,微生物基础知识讲座,第24页,第二节 放线菌,一、放线菌形态、大小和结构,放线菌形态比细菌复杂些，但仍属于单细胞。在显微镜下，放线菌呈分枝丝状，我们把这些细丝一样结构叫做菌丝，菌丝直径与细菌相同，小于1微米。菌丝细胞结构与细菌基本相同。,依据菌丝形态和功效不一样，放线菌菌丝可分为基内菌丝、气生菌丝和孢子丝三种。链霉菌属是放线菌中种类最多、分布最广、形态特征最经典类群，其形态以下列图所表示。,微生物基础知识讲座,第25页,放线菌菌丝,微生物基础知识讲座,第26页,链霉菌普通形态和结构,（模式图）,微生物基础知识讲座,第27页,二、放线菌繁殖,放线菌没有有性繁殖，主要经过形成无性孢子方式进行无性繁殖，成熟分生孢子或孢囊孢子散落在适宜环境里发芽形成新菌丝体；另一个方式是菌丝体无限伸长和分枝，在液体振荡培养（或工业发酵）中，放线菌每一个脱落菌丝片段，在适宜条件下都能长成新菌丝体，也是一个无性繁殖方式。,微生物基础知识讲座,第28页,三、放线菌菌落,放线菌在固体培养基上形成与细菌不一样菌落特征，放线菌菌丝相互交织缠绕形成质地致密小菌落，干燥、不透明、难以挑取，当大量孢子覆盖于菌落表面时，就形成表面为粉末状或颗粒状经典放线菌菌落，因为基内菌丝和孢子常有颜色，使得菌落正反面展现出不一样色泽。,微生物基础知识讲座,第29页,放线菌菌落特征,A：诺尔斯氏链霉菌；B：皮疽诺卡氏菌；C：酒红指孢囊菌；D：游动放线菌；E：小单胞菌；F：皱双孢马杜拉放线菌,产抗菌素放线菌菌落特征A：卡特利链霉菌；B：弗氏链霉菌；,C：吸水链霉菌金泪亚种；D：卡那霉素链霉菌；E：除虫链霉菌；F：生磺酸链霉菌,微生物基础知识讲座,第30页,第三节 霉菌,真菌在微生物世界中能够称得上是个巨人家族，真菌个头较大，其中许多组员对我们来说都是很熟悉。比如，在潮湿天气里，经常发觉粮食、衣服、皮鞋上长了霉，我们做酱、酱油、豆腐乳用曲霉和毛霉等霉菌；发面、酿酒用酵母菌等都是真菌，就连人们爱吃蘑菇、木耳等蕈子，也都是真菌大家族组员。真菌是微生物中一大类群，属于真核微生物，与人类关系非常亲密。真菌是抗生素（如青霉素、头孢霉素）、有机酸等各种发酵工业基础，在自然界中则饰演着各种复杂有机物分解者角色。然而有些真菌是病原菌，引发人类和动植物病害，有些真菌产生毒素，使人、畜中毒，严重者引发癌症。如黄曲霉产生黄曲霉毒素毒害肝脏，易引发肝癌,。,微生物基础知识讲座,第31页,霉菌是丝状真菌俗称，意即发霉真菌，它们往往能形成份枝繁茂菌丝体，但又不象蘑菇那样产生大型子实体。在潮湿温暖地方，很多物品上长出一些肉眼可见绒毛状、絮状或蛛网状菌落，那就是霉菌。,微生物基础知识讲座,第32页,一、霉菌形态、大小和结构,霉菌菌丝组成霉菌营养体基本单位是菌丝。,菌丝是一个管状细丝，把它放在显微镜下观察，很像一根透明胶管，它直径普通为3-10微米，比细菌和放线菌细胞约粗几倍到几十倍。菌丝可伸长并产生分枝，许多分枝菌丝相互交织在一起，就叫菌丝体。,微生物基础知识讲座,第33页,微生物基础知识讲座,第34页,微生物基础知识讲座,第35页,依据菌丝中是否存在隔膜，可把霉菌菌丝分成两种类型：,无隔膜菌丝：菌丝中无隔膜，整团菌丝体就是一个单细胞，其中含有多个细胞核。这是低等真菌（即鞭毛菌亚门和接合菌亚门中霉菌）所含有菌丝类型。,有隔膜菌丝：菌丝中有隔膜，被隔膜隔开一段菌丝就是一个细胞，菌丝体由很多个细胞组成，每个细胞内有1个或多个细胞核。在隔膜上有1至多个小孔，使细胞之间细胞质和营养物质能够相互沟通。这是高等真菌（即子囊菌亚门和半知菌亚门中霉菌）所含有菌丝类型。,微生物基础知识讲座,第36页,微生物基础知识讲座,第37页,霉菌菌丝变态 为适应不一样环境条件和更有效地摄取营养满足生长发育需要，许多霉菌菌丝能够分化成一些特殊形态和组织，这种特化形态称为菌丝变态。吸器：由专性寄生霉菌如锈菌、霜霉菌和白粉菌等产生菌丝变态，它们是从菌丝上产生出来旁枝，侵入细胞内分化成根状、指状、球状和佛手状等，用以吸收寄主细胞内养料。,假根：根霉属霉菌菌丝与营养基质接触处罚化出根状结构，有固着和吸收养料功效。,菌网和菌环：一些捕食性霉菌菌丝变态成环状或网状，用于捕捉其它小生物如线虫、草履虫等。,微生物基础知识讲座,第38页,霉菌菌环和菌网 a.菌环；b.简单菌网；c.复杂菌网,微生物基础知识讲座,第39页,菌核：大量菌丝集聚成紧密组织，是一个休眠体，可抵抗不良环境条件。其外层组织坚硬，颜色较深；内层疏松，大多呈白色。如药用茯苓、麦角都是菌核。,子实体：是由大量气生菌丝体特化而成，子实体是指在里面或上面可产生孢子、有一定形状任何结构。比如有三类能产有性孢子结构复杂子实体，分别称为闭囊壳、子囊壳和子囊盘。,微生物基础知识讲座,第40页,麦角菌菌核,微生物基础知识讲座,第41页,二、霉菌繁殖,霉菌有着极强繁殖能力，而且繁殖方式也是各种多样。即使霉菌菌丝体上任一片段在适宜条件下都能发展成新个体，但在自然界中，霉菌主要依靠产生形形色色无性或有性孢子进行繁殖。孢子有点像植物种子，不过数量尤其多，尤其小。,霉菌无性孢子直接由生殖菌丝分化而形成，常见有节孢子、厚垣孢子、孢囊孢子和分生孢子。,微生物基础知识讲座,第42页,节孢子：菌丝生长到一定阶段时出现横隔膜，然后从隔膜处断裂而形成细胞称为节孢子。如白地霉产生节孢子。,微生物基础知识讲座,第43页,厚垣孢子：一些霉菌种类在菌丝中间或顶端发生局部细胞质浓缩和细胞壁加厚，最终形成一些厚壁休眠孢子，称为厚垣孢子。如毛霉属中总状毛霉。,微生物基础知识讲座,第44页,孢囊孢子：在孢子囊内形成孢子叫孢囊孢子。孢子囊是由菌丝顶端细胞膨大而成，膨大部分下方形成隔膜与菌丝隔开，膨大细胞原生质分化成许多小块，每小块可发育成一个孢子。孢囊孢子有两种类型，一个为生鞭毛，能游动叫游动孢子，如鞭毛菌亚门中绵霉属；另一个是不生鞭毛，不能游动叫静孢子，如接合菌亚门中根霉属。,霉菌游动孢子,霉菌静孢子 左：毛霉孢子囊；中：孢子囊壁破裂，露出静孢子；右：囊轴,微生物基础知识讲座,第45页,分生孢子：是在生殖菌丝顶端或已分化分生孢子梗上形成孢子，分生孢子有单生、成链或成簇等排列方式，是子囊菌和半知菌亚门霉菌产生一类无性孢子。,霉菌分生孢子着生和形态（青霉、曲霉、镰刀霉）,曲霉分生孢子梗和顶囊上分生孢子,镰刀霉镰刀形大分生孢子,青霉帚状分生孢子梗和分生孢子,曲霉分生孢子头彩图,微生物基础知识讲座,第46页,霉菌有性繁殖和有性孢子：,经过两性细胞结合而形成孢子称为有性孢子。霉菌有性繁殖过程普通分为三个阶段，即质配、核配和减数分裂。,质配是两个配偶细胞原生质融合在同一细胞中，而两个细胞核并不结合，每个核染色体数都是单倍。,核配即两个核结合成一个双倍体核。,减数分裂则使细胞核中染色体数目又恢复到原来单倍体,微生物基础知识讲座,第47页,有性孢子产生不及无性孢子那么频繁和丰富，它们经常只在一些特殊条件下产生。常见有卵孢子、接合孢子、子囊孢子和担孢子，分别由鞭毛菌亚门、接合菌亚门、子囊菌亚门和担子菌亚门霉菌所产生。,微生物基础知识讲座,第48页,卵孢子：菌丝分化成形状不一样雄器和藏卵器，雄器与藏卵器结合后所形成有性孢子叫卵孢子。,霉菌卵孢子1.雄器；2.藏卵器；3.卵孢子,微生物基础知识讲座,第49页,接合孢子：由菌丝分化成两个形状相同、但性别不一样配子囊结合而形成有性孢子叫接合孢子。,霉菌接合孢子左：毛霉(+)和(-)型菌丝在交界处结合产生黑色带状，肉眼可见；右：取小黑点用显微镜观察所看到接合孢子,微生物基础知识讲座,第50页,子囊孢子：菌丝分化成产囊器和雄器，二者结合形成子囊，在子囊内形成有性孢子即为子囊孢子。,霉菌子囊孢子 a子囊果；b子囊；c伪侧丝；d子囊孢子,微生物基础知识讲座,第51页,担孢子：菌丝经过特殊分化和有性结合形成担子，在担子上形成有性孢子即为担孢子。,担孢子形成过程示意图 a-d双核细胞；e核融合；f-g核分裂；h担孢子形成；i担孢子成熟并释放,微生物基础知识讲座,第52页,霉菌孢子含有小、轻、干、多，以及形态色泽各异、休眠期长和抗逆性强等特点，每个个体所产生孢子数，经常是成千上万，有时竟达几百亿、几千亿甚至更多。这些特点有利于霉菌在自然界中随地散播和繁殖。对人类实践来说，孢子这些特点有利于接种、扩大培养、菌种选育、保藏和判定等工作，对人类不利之处则是易于造成污染、霉变和易于传输动植物霉菌病害。,微生物基础知识讲座,第53页,三、霉菌菌落,因为霉菌菌丝较粗而长，因而霉菌菌落较大，有霉菌菌丝蔓延，没有不足，其菌落可扩展到整个培养皿，有种则有一定不足，直径1-2厘米或更小。菌落质地普通比放线菌疏松，外观干燥，不透明，展现或紧或松蛛网状、绒毛状或棉絮状；菌落与培养基连接紧密，不易挑取；菌落正反面颜色和边缘与中心颜色常不一致。,微生物基础知识讲座,第54页,各种曲霉菌落,微生物基础知识讲座,第55页,各种病原真菌菌落,青霉菌落,青霉菌落,微生物基础知识讲座,第56页,第四节 酵母菌,提起酵母菌这个名称，可能有些人不太熟悉，但实际上人们几乎天天都在享受着酵母菌好处。因为我们天天吃面包和馒头就是有酵母菌参加制成；我们喝啤酒，也离不开酵母菌贡献，酵母菌是人类实践中应用比较早一类微生物，我国古代劳感人民就利用酵母菌酿酒；酵母菌细胞里含有丰富蛋白质和维生素，所以也能够做成高级营养品添加到食品中，或用作喂养动物高级饲料。,酵母菌在自然界中分布很广，尤其喜欢在偏酸性且含糖较多环境中生长，比如，在水果、蔬菜、花蜜表面和在果园土壤中最为常见。,微生物基础知识讲座,第57页,一、酵母菌形态、大小和结构,酵母菌是单细胞真核微生物。酵母菌细胞形态通常有球形、卵圆形、腊肠形、椭圆形、柠檬形或藕节形等。比细菌单细胞个体要大得多，普通为1-5微米5-30微米。酵母菌无鞭毛，不能游动。,酵母菌含有经典真核细胞结构,有细胞壁、细胞膜、细胞核、细胞质、液泡、线粒体等，有还含有微体。,微生物基础知识讲座,第58页,酵母菌细胞形态,酵母菌细胞形态,酵母菌细胞结构,显微照片,微生物基础知识讲座,第59页,二、酵母菌菌落,大多数酵母菌菌落特征与细菌相同，但比细菌菌落大而厚，菌落表面光滑、湿润、粘稠，轻易挑起，菌落质地均匀，正反面和边缘、中央部位颜色都很均一，菌落多为乳白色，少数为红色，个别为黑色。,微生物基础知识讲座,第60页,各种酵母菌菌落,啤酒酵母菌落,红酵母菌落,微生物基础知识讲座,第61页,三、酵母菌繁殖,酵母菌有各种繁殖方式，有些人把只进行无性繁殖酵母菌称作假酵母，而把含有有性繁殖酵母菌称作真酵母。,微生物基础知识讲座,第62页,酵母菌无性繁殖,芽殖：酵母菌最常见无性繁殖方式是芽殖。芽殖发生在细胞壁预定点上，此点被称为芽痕，每个酵母细胞有一至多个芽痕。成熟酵母细胞长出芽体，母细胞细胞核分裂成两个子核，一个随母细胞细胞质进入芽体内，当芽体靠近母细胞大小时，自母细胞脱落成为新个体，如此继续出芽。假如酵母菌生长旺盛，在芽体还未自母细胞脱落前，即可在芽体上又长出新芽体，最终形成假菌丝状。,酵母菌芽殖过程 1泡；2小管；3核；4液泡,酵母菌假菌丝形成 图中1、2、3、,4 是出芽次序,微生物基础知识讲座,第63页,裂殖：是少数酵母菌进行无性繁殖方式，类似于细菌裂殖。其过程是细胞延长，核分裂为二，细胞中央出现隔膜，将细胞横分为两个含有单核子细胞。,微生物基础知识讲座,第64页,酵母菌有性繁殖,酵母菌是以形成子囊和子囊孢子方式进行无性繁殖。两个临近酵母细胞各自伸出一根管状原生质突起，随即相互接触、融合，并形成一个通道，两个细胞核在此通道内结合，形成双倍体细胞核，然后进行减数分裂，形成4个或8个细胞核。每一子核与其周围原生质形成孢子，即为子囊孢子，形成子囊孢子细胞称为子囊。,酵母菌子囊孢子形成过程 1、2、3、4：两个细胞结合；5：接合子；6、7、8、9：核分裂；10、11：核形成孢子,微生物基础知识讲座,第65页,第五节,病毒,一、形态结构,病毒形态基本可归纳为三种：杆状、球状和这两种形态结合复合型。没有细胞结构，病毒粒子主要成份是核酸和蛋白质，在宿主细胞帮助下，经过核酸复制和核酸蛋白装配形式进行增殖。病毒粒子通常形成螺旋对称、二十面体对称和复合对称。,病毒粒子是无法用光学显微镜观察亚显微颗粒，但当他们大量聚集在一起并使宿主细胞发生病变时，就能够用光学显微镜加以观察。比如动、植物细胞中病毒包涵体；有还可用肉眼看到，如噬菌体噬菌斑等。,二、繁殖方式,病毒只有在宿主细胞里才能进行繁殖，而且是经过复制方式进行。概括起来可分为吸附、侵入、脱壳生物合成、装配与释放五个步骤。,微生物基础知识讲座,第66页,第三章 微生物营养,微生物营养要求,微生物生长繁殖所需营养物质主要有水、碳源、氮源、无机盐和生长因子等。,微生物基础知识讲座,第67页,水：水是各种生物细胞必需。水是良好溶剂，微生物新陈代谢过程中一切生化反应都离不开水作用。,碳源：碳源是合成菌体成份原料，也是微生物获取能量主要起源。整体上看来，微生物能够利用碳源范围极广，从大类上说，能够分为有机碳源和无机碳源两大类，凡必须利用有机碳源微生物就是异养微生物，凡能利用无机碳源微生物就是自养微生物。糖类是最广泛利用碳源。,氮源：氮源主要是供给合成菌体结构原料，极少作为能源利用。与碳源相同，微生物作为一个整体来说，能利用碳源种类十分广泛。一些微生物（如固氮菌）能利用空气中分子态氮或利用无机氮化物如铵盐、硝酸盐合成有机氮化物。多数致病菌则必须供给蛋白胨、氨基酸等有机氮化物才能生长。,微生物基础知识讲座,第68页,无机盐类：无机盐主要可为微生物提供除碳、氮以外各种主要元素。微生物需要无机盐类很多，主要有P、S、K、Na、Ca、Mg、Fe等，其主要功效为组成菌体成份；调整渗透压；作为一些酶成份，并能激活酶活性等。,生长因子：有些微生物即使供给它适合碳源氮源和无机盐类，仍不能生长，还要供给一定量所谓“生长因子”。其种类很多，主要是B族维生素化合物等。生长因子能够从酵母浸出液、血液或血清中取得。,微生物基础知识讲座,第69页,微生物营养类型,依据微生物对碳源要求不一样，可将其分为自养菌和异养菌两大营养类型。,凡能利用无机碳合成菌体内有机碳化物，叫自养菌；不能利用无机碳而需要有机碳才能合成菌体内有机碳化物，为异养菌。,依据其生命活动所需能量起源不一样，可分为光能营养菌和化能营养菌。前者是从光线中取得能量，后者则从化学物质氧化中取得能量。,所以，依据微生物所需碳源和能源不一样，可将微生物分为光能自养菌、光能异养菌、化能自养菌、化能异养菌等四类。如表所表示：,微生物基础知识讲座,第70页,微生物营养类型,营养类型,主要（或唯一）碳源,能源,代表菌,光能自养型,二氧化碳,光能,蓝细菌,光能异养型,有机物,光能,红螺细菌,化能自养型,二氧化碳,无机物,硫杆菌,化能异养型,有机物,有机物,大肠杆菌,微生物基础知识讲座,第71页,营养物质运输,外界环境营养物质只有被微生物吸收到细胞内，才能被微生物分解与利用，微生物生长过程中产生一些代谢产物也必须分泌到细胞外，在这两个过程中，细胞膜起着主要作用。当前普通认为，营养物质主要以扩散、促进扩散、主动运输和基团转位四种方式经过微生物细,微生物基础知识讲座,第72页,第四章,微生物代谢,微生物在生长发育和繁殖过程中，需要不停地从外界环境中摄取营养物质，在体内经过一系列生化反应，转变成能量和组成细胞物质，并排出不需要产物。这一系列生化过程称为新陈代谢。,代谢作用是生物体维持生命活动过程中一切生化反应总称。它是生命活动最基本特征。代谢作用包含分解代谢(异化作用)和合成代谢(同化作用)。分解代谢是指生物体将各种营养物质和细胞物质降解成简单产物，即由大分子物质降解成小分子物质并产生能量过程。合成代谢是指将分解代谢所提供或从环境中所吸收小分子物质合成大分子物质过程。分解代谢为合成代谢提供原料和能量，而合成代谢又为分解代谢提供物质基础，二者相互对立而又统一，在生物体内偶联着进行，使生命繁衍不息。,微生物基础知识讲座,第73页,一微生物酶,生物体内化学反应几乎都要依靠酶催化才能进行。酶是由生物细胞合成，以蛋白质为主要成份生物化学反应催化剂。从化学组成来看，可分为简单蛋白和结合蛋白两种酶。依据酶在细胞中活动部位，也可将酶分为胞外酶和胞内酶两种。,酶作为生化反应催化剂和其它催化剂一样，能显著改变反应速度，但不能改变反应平衡点。酶有以下几个特点：催化反应效率高、含有高度专一性、轻易失活、活性受调整控制等。,微生物基础知识讲座,第74页,二微生物能量代谢,全部生物进行生命活动都需要能量，所以，能量代谢成了新陈代谢中关键问题。,自然界中能量以各种形式存在，但生物只能利用光能或化学能，而光能也必须在一定生物体（光合生物）内转化成化学能后，才能被生物利用。,一个化学反应只有在一定条件下，当有能量放出时才能自由地进行，即自由能改变为负值时，反应才能进行，这种反应称为放能反应；假如产物自由能大于反应物自由能时，必须供给能量才能进行反应，称为吸能反应。,微生物基础知识讲座,第75页,在生物体内，吸能反应所需要能量是由放能反应来供给，二者是偶联进行。其中能量载体主要是ATP。ATP是腺嘌呤核甘三磷酸（简称腺三磷）缩写，ATP生成和利用是微生物能量代谢关键。在生物体内，ATP主要由ADP磷酸化生成。生成ATP过程需要供给能量，能量来自光能或化能。,以光能生成ATP过程称为光合磷酸化作用，这种转变需要光和色素作媒介。,微生物基础知识讲座,第76页,在生物体内，吸能反应所需要能量是由放能反应来供给，二者是偶联进行。其中能量载体主要是ATP。ATP是腺嘌呤核甘三磷酸（简称腺三磷）缩写，ATP生成和利用是微生物能量代谢关键。在生物体内，ATP主要由ADP磷酸化生成。生成ATP过程需要供给能量，能量来自光能或化能。,以光能生成ATP过程称为光合磷酸化作用，这种转变需要光和色素作媒介。,微生物基础知识讲座,第77页,三、微生物物质代谢,微生物代谢基本过程，可分为两大类，即分解代谢和合成代谢。,微生物基础知识讲座,第78页,微生物分解代谢：,微生物在生命活动中，能将复杂大分子物质分解为小分子可溶性物质，并有能量转变过程，这种物质转变称为分解代谢。大多数微生物都能分解糖和蛋白质，少数微生物能分解脂类。,微生物基础知识讲座,第79页,糖分解,糖类是异养微生物主要碳素起源和能量起源，包含各种多糖、双糖和单糖。多糖必须在细胞外由对应胞外酶水解，才能被吸收利用；双糖和单糖被微生物吸收后，马上进入分解路径，被降解成简单含碳化合物，同时释放能量，供给细胞合成所需碳源和能源。,微生物基础知识讲座,第80页,蛋白质及氨基酸分解：,细菌分解蛋白质酶有两类，一类为蛋白酶，另一类为肽酶，前者为胞外酶，能将蛋白质分解为多肽和二肽。肽类可进入微生物细胞中，肽酶为胞内酶，将进入细胞内肽水解为游离氨基酸，供菌体利用。,微生物对氨基酸分解方式很多，主要为脱氨作用和脱羧作用。不一样细菌水解不一样氨基酸除生成氨基酸外，还有其它物质产生。如大肠杆菌、枯草杆菌水解含硫氨基酸有H,2,S产生；大肠杆菌、变形杆菌水解色氨酸，可形成吲哚。有些细菌则不能，所以这些特征可用于细菌判定。,微生物基础知识讲座,第81页,脂肪分解：,脂肪是脂肪酸和甘油结合物。一些微生物能产生脂肪酶，将脂肪水解为甘油和脂肪酸。甘油和脂肪酸可被微生物摄入细胞内，进行代谢。,微生物基础知识讲座,第82页,五、微生物合成代谢,微生物细胞物质主要是由蛋白质、核酸、碳水化合物和类脂等组成。合成这些大分子有机化合物需要大量能量和原料。能量来自营养物质分解，至于原料，能够是微生物从外界吸收小分子化合物，但更多是从营养物质分解中取得。从这里能够看到分解作用与合成作用之间相互依赖紧密关系，因为它们相互依赖、偶联进行，微生物才能含有旺盛生命活动和正常生长繁殖。因而在自然界中得以生存和发展。微生物种类很多，合成路径也比较复杂和各种多样。,微生物基础知识讲座,第83页,六、微生物代谢调整,微生物在正常生命活动中，不停地从外界吸收营养物质，然后进行一系列分解与合成反应，以取得建造本身物质和能量。这些生化反应通常是十分复杂而又非常快速。在正常情况下，这些反应非常协调地进行，而且含有适应外界环境改变本事，这一切是依靠微生物调整系统来实现。,因为代谢过程中几乎全部生化反应都是经过酶催化实现，所以代谢调整实际是控制酶数量和活性改变。,微生物基础知识讲座,第84页,酶数量控制主要是经过对酶合成路径调控系统来实现。有诱导和阻遏两种调控方式，前者诱发酶合成，后者阻止酶合成。,酶活性调整是经过改变酶结构本身构象来实现。调整方式有激活和抑制两种。,激活作用常见于分解代谢路径中前体对参加后面反应酶进行激活，促使它们反应速度加紧。抑制作用常见于合成代谢末端产物对合成反应关键酶进行反馈抑制，以减慢或中止生物合成。,当前利用代谢调整理论已经用来指导实际工作和进行微生物发酵生产控制。主要办法有：控制发酵条件和改变微生物菌种遗传特征等。,微生物基础知识讲座,第85页,第五章 微生物生长和繁殖,微生物在适宜环境条件下，不停地吸收营养物质，并按照自己代谢方式进行代谢活动，假如同化作用大于异化作用，则细胞质量不停增加，体积得以加大，于是表现为生长。简单地说，生长就是有机体细胞组分与结构在量方面增加。,微生物基础知识讲座,第86页,单细胞微生物如细菌，生长往往伴伴随细胞数目标增加。当细胞增加到一定程度时，就以二分裂方式，形成两个基本相同子细胞，子细胞又重复以上过程。在单细胞微生物中，因为细胞分裂而引发个体数目标增加，称为繁殖。在普通情况下，当环境条件适合，生长与繁殖一直是交替进行。从生长到繁殖是一个由量变到质变过程，这个过程就是发育。,微生物基础知识讲座,第87页,微生物处于一定物理、化学条件下，生长发育正常，繁殖速率也高；假如某一或一些环境条件发生改变，并超出了生物能够适应范围时，就会对机体产生抑制乃至杀灭作用。,微生物基础知识讲座,第88页,一、细菌纯培养群体生长规律,大多数细菌繁殖速度都很快，大肠杆菌在适宜条件下，每20分钟左右便可分裂一次，假如一直保持这么繁殖速度，一个细菌在48小时内，其子代群体将到达无法想象数量。然而，实际情况并非如此。,微生物基础知识讲座,第89页,将少许单细胞纯培养接种到一恒定容积新鲜液体培养基中，在适宜条件下培养，定时取样测定其细菌含量，能够看到以下现象：开始有一短暂时间，细菌数量并不增加，随之细菌数目增加很快，既而细菌数又趋稳定，最终逐步下降。假如以培养时间为横坐标，以细菌数目标对数或生长速度为纵坐标作图，能够得到一条曲线，称为繁殖曲线，通常又称为生长曲线。生长曲线代表了细菌在新适宜环境中生长繁殖直至衰老死亡全过程动态改变。依据细菌生长繁殖速率不一样，可将生长曲线大致分为延迟期、对数期、稳定时和衰亡期四个阶段。,微生物基础知识讲座,第90页,延迟期：少许细菌接种到新鲜培养基后，普通不马上进行繁殖，生长速度近于零。所以在开始一段时间，细菌数几乎保持不变，甚至稍有降低。这段时间被称为延迟期，又称为迟缓期、调整期或滞留适应期。处于延迟期细菌细胞特点是分裂迟缓、代谢活跃。延迟期长短与菌种、种龄、接种量和培养基成份相关。,微生物基础知识讲座,第91页,对数期：对数期又称指数期。这一阶段突出特点是细菌数以几何级数增加，代时稳定，细菌数目标增加与原生质总量增加，与菌液混浊度增加均呈正相关性。,微生物基础知识讲座,第92页,稳定时：又称恒定时或最高生长久。处于稳定时微生物，新增殖细胞数与老细胞死亡数几乎相等，整个培养物中二者处于动态平衡，此时生长速度又逐步趋向零。,稳定时细胞内开始积累贮藏物，如肝糖、异染颗粒、脂肪粒等，大多数芽孢细菌也在此阶段形成芽孢。假如为了取得大量菌体，就应在此阶段收获，因这时细胞总数最高；这一时期也是发酵过程积累代谢产物主要阶段，一些放线菌抗生素大量形成也在此时期。,微生物基础知识讲座,第93页,衰亡期：稳定时后如再继续培养，细菌死亡率逐步增加，以致死亡数大大超出新生数，群体中活菌数目急剧下降，出现了“负生长”，此阶段叫衰亡期,微生物基础知识讲座,第94页,图2：细菌生长经典曲线,(.延迟期，.对数期，.稳定时，.衰亡期),微生物基础知识讲座,第95页,第六章 微生物生态,微生物因为结构简单、繁殖快等特点，所以，它们在地球上分布远比动植物要广泛得多。,微生物基础知识讲座,第96页,一,微生物在土壤中分布：,土壤是微生物生活最适环境。在土壤中分布着形形色色微生物类群。,土壤含有微生物生命活动所必需一切营养物质和适宜生活条件，土壤中水分是一个浓度很稀盐类溶液，其中含有各种有机和无机氮素及各种盐类、微量元素、维生素等，类似于惯用液体培养基。土壤大多是中性偏碱，适宜于大多数微生物生长，土壤中还含有气体，主要是CO,2,、O,2,和N,2,。大部分地域土壤温度改变在0-30之间，而且在一年大部分时间内其温度改变在10-25，为微生物生长繁殖提供了有利条件。土壤中含有大量固形有机物和矿质元素，是微生物营养库。,微生物基础知识讲座,第97页,土壤中微生物能够分为以下几类：,细菌：占土壤微生物总数7090%，多数为腐生菌，少数是自养菌。,放线菌：占土壤中微生物含量530%，是一类异好氧菌。,霉菌：主要生活在靠近地面土壤中，在通气良好土壤中，霉菌数量很多。,酵母菌：普通作土中酵母菌含量极少。,另外，作土中还分布有许多藻类及原生生物等。,微生物基础知识讲座,第98页,二微生物在水中分布,水含有微生物生命活动适宜温度、PH、氧气等。所以，水中生长着众多微生物类群，它们主要起源土壤、空气、动植物尸体、人和动物排泻物、工业及生活污水。,水中存在微生物90%为革兰氏阴性菌，主要有弧菌、假单胞菌、黄杆菌等。鞘细菌及有柄附生细菌也常见于水体中。微生物在水体中表现为水平分布和垂直分布规律。另外，相同水域不一样浓度微生物含量及分布也不一样。,经过水体传输病原微生物主要有沙门氏菌属、志贺氏菌属、霍乱弧菌等。所以，做好水卫生学检验至关主要。,微生物基础知识讲座,第99页,三微生物在空气中分布,空气本身缺乏微生物生活所必需营养物，日光对微生物也含有很强杀菌作用，另外空气普通是干燥，所以空气不是微生物生活良好环境。,空气中微生物主要起源于带有微生物菌体及孢子灰尘，这类微生物大多数是腐生性，还起源于人和动物，它们大多数是经过呼吸道排出，其中也包含有病原微生物，悬浮在大气中。,空气中微生物分布随环境条件及微生物抵抗力不一样而展现不一样分布规律。空气中存在较多、存活时间较长是各种真菌、放线菌孢子及细菌芽胞。空气中微生物数目决定于尘埃总量。,微生物基础知识讲座,第100页,第七章,消毒与灭菌,微生物基础知识讲座,第101页,