牛大——-微生物

【專家解說】：細(xì)菌細(xì)胞一般結(jié)構(gòu) 1、細(xì)胞壁（cell wall） 是位于細(xì)胞表面，內(nèi)側(cè)緊貼細(xì)胞膜的 一層較為堅韌，略具彈性的細(xì)胞結(jié)構(gòu)。 證實(shí)細(xì)胞壁存在的方法： （1）細(xì)菌超薄切片的電鏡直接觀察； （2）質(zhì)、壁分離與適當(dāng)?shù)娜旧?，可以在光學(xué)顯微鏡下看到細(xì)胞壁； （3）機(jī)械法破裂細(xì)胞后，分離得到純的細(xì)胞壁 （4）制備原生質(zhì)體，觀察細(xì)胞形態(tài)的變化； 細(xì)胞壁的功能： （1）固定細(xì)胞外形和提高機(jī)械強(qiáng)度； （2）為細(xì)胞的生長、分裂和鞭毛運(yùn)動所必需； （3）滲透屏障，阻攔酶蛋白和某些抗生素等大分子物質(zhì)（分子量大于800）進(jìn)入細(xì)胞，保護(hù)細(xì)胞免受消化酶和青霉素等有害物質(zhì)的損傷； （4）細(xì)菌特定的抗原性、致病性以及對抗生素和噬菌體的敏感性的物質(zhì)基礎(chǔ)； 革蘭氏染色與細(xì)胞壁： 革蘭氏陽性細(xì)菌的細(xì)胞壁:肽聚糖,磷壁酸 肽聚糖,又稱粘肽、胞壁質(zhì)或粘質(zhì)復(fù)合物，是真細(xì)菌細(xì)胞壁中的特有成分。 特點(diǎn)：厚度大（20~80nm） 化學(xué)組分簡單，一般只含90%肽聚糖和10%磷壁酸。 磷壁酸：革蘭氏陽性細(xì)菌細(xì)胞壁上特有的化學(xué)成分，主要成分為甘油磷酸或核糖醇磷酸。 主要生理功能： 1、 細(xì)胞壁形成負(fù)電荷環(huán)境，增強(qiáng)細(xì)胞膜對二價陽離子的吸收；二價陽離子，特別是高濃度的Mg2+。的存在，對于保持膜的硬度，提高細(xì)胞膜上需Mg2+的合成酶的活性極為重要。 2、 貯藏磷元素； 3、 增強(qiáng)某些致病菌對宿主細(xì)胞的粘連、避免被白細(xì)胞吞噬以及抗補(bǔ)體的作用； 4、 革蘭氏陽性細(xì)菌特異表面抗原的物質(zhì)基礎(chǔ)；（可作為細(xì)菌分類、鑒定的依據(jù)） 5、 噬菌體的特異性吸附受體；（可作為細(xì)菌分類、鑒定的依據(jù)） 6、 能調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)自溶素(autolysin)的活力，防止細(xì)胞因自溶而死亡。 細(xì)胞壁缺陷細(xì)菌： （1）L型細(xì)菌：細(xì)菌在某些環(huán)境條件下（實(shí)驗(yàn)室或宿主體內(nèi)）通過自發(fā)突變 而形成的遺傳性穩(wěn)定的細(xì)胞壁缺陷變異型 特點(diǎn)： 沒有完整而堅韌的細(xì)胞壁，細(xì)胞呈多形態(tài)； 有些能通過細(xì)菌濾器，故又稱“濾過型細(xì)菌”； 對滲透敏感，在固體培養(yǎng)基上形成“油煎蛋”似 的小菌落（直徑在0.1mm左右）； （2）原生質(zhì)體 特點(diǎn)： 對環(huán)境條件變化敏感，低滲透壓、振蕩、離心甚至通氣等都易引起其破裂； 有的原生質(zhì)體具有鞭毛，但不能運(yùn)動，也不被相應(yīng)噬菌體所感染； 在適宜條件（如高滲培養(yǎng)基）可生長繁殖、形成菌落，形成芽孢。及恢復(fù)成有細(xì)胞壁的正常結(jié)構(gòu)。比正常有細(xì)胞壁的細(xì)菌更易導(dǎo)入外源遺傳物質(zhì)，是研究遺傳規(guī)律和進(jìn)行原生質(zhì)體育種的良好實(shí)驗(yàn)材料。 （3）球狀體 采用上述同樣方法，針對革蘭氏陰性細(xì)菌處理后而獲得的殘留部分細(xì)胞壁（外壁層）的球形體。與原生質(zhì)體相比，它對外界環(huán)境具有一定的抗性，可在普通培養(yǎng)基上生長。 （4）支原體 在長期進(jìn)化過程中形成的、適應(yīng)自然生活條件的無細(xì)胞壁的原核生物。 2、細(xì)胞膜 生理功能： ①選擇性地控制細(xì)胞內(nèi)、外的營養(yǎng)物質(zhì)和代謝產(chǎn)物的運(yùn)送； ②是維持細(xì)胞內(nèi)正常滲透壓的屏障； ③合成細(xì)胞壁和糖被的各種組分（肽聚糖、磷壁酸、LPS、 莢膜多糖等）的重要基地； ④膜上含有氧化磷酸化或光合磷酸化等能量代謝的酶系，是細(xì)胞的產(chǎn)能場所； ⑤是鞭毛基體的著生部位和鞭毛旋轉(zhuǎn)的供能部位； 3、細(xì)胞質(zhì)和內(nèi)含物 概念：細(xì)胞質(zhì)（cytoplasm）是細(xì)胞質(zhì)膜包圍的除核區(qū)外的一切半透明、膠狀、顆粒狀物質(zhì)的總稱。含水量約80%。 細(xì)胞質(zhì)的主要成分為核糖體、貯藏物、多種酶類和中間代謝物、質(zhì)粒、各種營養(yǎng)物和大分子的單體等，少數(shù)細(xì)菌還有類囊體、羧酶體、氣泡或伴孢晶體等。 貯藏物 是一類由不同化學(xué)成分累積而成的不溶性沉淀顆粒，主要功能是貯存營養(yǎng)物。 1、聚-β-羥丁酸 類脂性質(zhì)的碳源類貯藏物。它無毒、可塑、易降解，被認(rèn)為是生產(chǎn)醫(yī)用塑料、生物降解塑料的良好原料。 2、多糖類貯藏物： 在真細(xì)菌中以糖原為多 糖原粒較小，不染色需用電鏡觀察，用碘液染成褐色，可在光學(xué)顯微鏡下看到有的細(xì)菌積累淀粉粒，用碘液染成深蘭色 3、異染粒： 顆粒大小為0.5～1.0μm，是無機(jī)偏磷酸的聚合物， 一般在含磷豐富的環(huán)境下形成。 功能是貯藏磷元素和能量，并可降低細(xì)胞的滲透壓 4、藻青素： 一種內(nèi)源性氮源貯藏物，同時還兼有貯存能源的作用。 通常存在于藍(lán)細(xì)菌中。 5、硫粒: 很多真細(xì)菌在進(jìn)行產(chǎn)能代謝或生物合成時，常涉及對還原性的硫化物如H2S，硫代硫酸鹽等的氧化。 在環(huán)境中還原性硫素豐富時，常在細(xì)胞內(nèi)以折光性很強(qiáng)的硫粒的形式積累硫元素。 當(dāng)環(huán)境中環(huán)境中還原性硫缺乏時，可被細(xì)菌重新利用。 微生物儲藏物的特點(diǎn)及生理功能： 1、不同微生物其儲藏性內(nèi)含物不同（例如厭氣性梭狀芽孢桿菌只含PHB，大腸桿菌只儲藏糖原，但有些光和細(xì)菌二者兼有） 2、微生物合理利用營養(yǎng)物質(zhì)的一種調(diào)節(jié)方式。當(dāng)環(huán)境中缺乏能源而碳源豐富時，細(xì)胞內(nèi)就儲藏較多的碳源類內(nèi)含物，甚至達(dá)到細(xì)胞干重的50%，如果把這樣的細(xì)胞移入有氮的培養(yǎng)基時， 這些儲藏物將被作為碳源和能源而用于合成反應(yīng) 3、儲藏物以多聚體的形式存在，有利于維持細(xì)胞內(nèi)環(huán)境的平衡，避免不適合的pH，滲透壓等的危害。（例如羥丅基丁酸分子呈酸性，而當(dāng)其聚合成聚-β-羥丁酸（ PHB）就成為中性脂肪酸了，這樣便能維持細(xì)胞內(nèi)中性環(huán)境，避免菌體內(nèi)酸性增高。） 4、儲藏物在細(xì)菌細(xì)胞中大量積累，還可以被人們利用 磁小體 趨磁細(xì)菌細(xì)胞中含有的大小均勻、數(shù)目不等的Fe3O4顆粒，外有一層磷脂、蛋白或糖蛋白膜包裹。 功能是導(dǎo)向作用，即借鞭毛游向?qū)υ摼钣欣哪?、水界面微氧環(huán)境處生活 實(shí)用前景，包括生產(chǎn)磁性定向藥物或抗體，以及制造生物傳感器等 羧酶體 一些自養(yǎng)細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)的多角形或六角形內(nèi)含物 其大小與噬菌體相仿，在自養(yǎng)細(xì)菌的CO2固定中起著關(guān)鍵作用 氣泡 許多光合營養(yǎng)型、無鞭毛運(yùn)動的水生細(xì)菌中存在的充滿氣體的泡囊狀內(nèi)含物 功能：調(diào)節(jié)細(xì)胞比重以使細(xì)胞漂浮在最適水層中獲取光能、O2和營養(yǎng)物質(zhì) 載色體 光和細(xì)菌進(jìn)行光和作用的部位；相當(dāng)于綠色植物的葉綠體 核糖體 質(zhì)粒 細(xì)菌染色體外的遺傳物質(zhì)，為細(xì)菌細(xì)胞非必需遺傳物質(zhì)，可游離或整合在染色體上 細(xì)菌細(xì)胞特殊結(jié)構(gòu) 1、芽孢 概念：某些細(xì)菌在其生長發(fā)育后期，在細(xì)胞內(nèi)形成一個圓形或橢圓形、厚壁、含水量極低、抗逆性極強(qiáng)的休眠體，稱為芽孢 細(xì)菌芽孢的特點(diǎn)： 整個生物界中抗逆性最強(qiáng)的生命體，是否能消滅芽孢是衡量各種消毒滅菌手段的最重要指標(biāo) 芽孢是細(xì)菌的休眠體，在適宜的條件下可以重新轉(zhuǎn)變成為營養(yǎng)態(tài)細(xì)胞；產(chǎn)芽孢細(xì)菌的保藏多用其芽孢 產(chǎn)芽孢的細(xì)菌多為桿菌，也有一些球菌。芽孢的有無、形態(tài)、大小和著生位置是細(xì)菌分類和鑒定中的重要指標(biāo) 芽孢與營養(yǎng)細(xì)胞相比化學(xué)組成存在較大差異，容易在光學(xué)顯微鏡下觀察。（相差顯微鏡直接觀察；芽孢染色） 伴孢晶體 特點(diǎn)：不溶于水，對蛋白酶類不敏感；容易溶于堿性溶劑 伴孢晶體對200多種昆蟲尤其是鱗翅目的幼蟲有毒殺作用，因而可將這類產(chǎn)伴孢晶體的細(xì)菌制成有利于環(huán)境保護(hù)的生物農(nóng)藥——細(xì)菌殺蟲劑。 2、糖被 包被于某些細(xì)菌細(xì)胞壁外的一層厚度不定的膠狀物質(zhì)。 糖被按其有無固定層次、層次厚薄又可細(xì)分為莢膜、微莢膜粘液層和菌膠團(tuán)。 特點(diǎn) （1）主要成分是多糖、多肽或蛋白質(zhì)，尤以多糖居多。經(jīng)特殊的莢膜染色，特別是負(fù)染色（又稱背景染色）后可在光學(xué)顯微鏡清楚地觀察到它的存在。 （2）產(chǎn)生糖被是微生物的一種遺傳特性，其菌落特征及血清學(xué)反應(yīng)是是細(xì)菌分類鑒定的指標(biāo)之一。 （3）莢膜等并非細(xì)胞生活的必要結(jié)構(gòu)，但它對細(xì)菌在環(huán)境中的生存有利。（防止噬菌體入侵、在不良條件下的養(yǎng)分供應(yīng) （4）細(xì)菌糖被與病源菌的致病性有關(guān)。 （5）細(xì)菌糖被有利于自生固氮菌在好氧條件下的固氮作用 3、鞭毛 概念：某些細(xì)菌細(xì)胞表面著生的一至數(shù)十條長絲狀、螺旋形的附屬物，具有推動細(xì)菌運(yùn)動功能，為細(xì)菌的“運(yùn)動器官”。 觀察和判斷細(xì)菌鞭毛的方法 電子顯微鏡直接觀察 光學(xué)顯微鏡下觀察：鞭毛染色和暗視野顯微鏡 根據(jù)培養(yǎng)特征判斷：半固體穿刺、菌落（菌苔）形態(tài) 鞭毛的生長方式是在其頂部延伸 鞭毛推動細(xì)菌運(yùn)動的特點(diǎn)： （1）速度 一般速度在每秒20～80μm范圍，最高可達(dá)每秒100μm（每分鐘達(dá)到3000倍體長），超過了陸上跑得最快的動物——獵豹的速度（每分鐘1500倍體長或每小時110公里）。 （2）方式 細(xì)菌以推進(jìn)方式做直線運(yùn)動， 以翻騰形式做短促轉(zhuǎn)向運(yùn)動 （3）細(xì)菌的趨避運(yùn)動 鞭毛的功能是運(yùn)動，這是原核生物實(shí)現(xiàn)其趨性，即趨向性的最有效方式。 4、菌毛 長在細(xì)菌體表的纖細(xì)、中空、短直、數(shù)量較多的蛋白質(zhì)類附屬物，具有使菌體附著于物體表面的功能。 每個細(xì)菌約有250～300條菌毛。有菌毛的細(xì)菌一般以革蘭氏陰性致病菌居多，借助菌毛可把它們牢固地粘附于宿主的呼吸道、消化道、泌尿生殖道等的粘膜上，進(jìn)一步定殖和致病。 5、性毛 構(gòu)造和成分與菌毛相同，但比菌毛長，數(shù)量僅一至少數(shù)幾根 性毛一般見于革蘭氏陰性細(xì)菌的雄性菌株（即供體菌）中，其功能是向雌性菌株（即受體菌）傳遞遺傳物質(zhì)。有的性毛還是RNA噬菌體的特異性吸附受體 放線菌 概念 在形態(tài)上具有分枝狀菌絲、菌落形態(tài)與霉菌相似，以孢子進(jìn)行繁殖 放線菌是具有菌絲、以孢子進(jìn)行繁殖、革蘭氏染色陽性的一類原核微生物，屬于真細(xì)菌范疇。 形態(tài)與結(jié)構(gòu) 單細(xì)胞，大多由分枝發(fā)達(dá)的菌絲組成； 菌絲直徑與桿菌類似，約1mm； 細(xì)胞壁組成與細(xì)菌類似，革蘭氏染色陽性（少數(shù)陰性）； 細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與細(xì)菌基本相同， 按形態(tài)和功能可分為營養(yǎng)、氣生和孢子絲三種。 繁殖方式 1、 無性孢子 2、 菌絲斷裂：常見于液體培養(yǎng)中，工業(yè)發(fā)酵生產(chǎn)抗生素時都以此法大量繁殖放線菌 細(xì)菌的芽孢是休眠體，而放線菌的孢子是繁殖體 菌落形態(tài) 1、能產(chǎn)生大量分枝和氣生菌絲的菌種（如鏈霉菌） 菌落質(zhì)地致密，與培養(yǎng)基結(jié)合緊密，小而不蔓延，不易挑起或挑起后不易破碎。 2、不能產(chǎn)生大量菌絲體的菌種（如諾卡氏菌） 粘著力差，粉質(zhì)，針挑起易粉碎 分布特點(diǎn)及與人類的關(guān)系 放線菌常以孢子或菌絲狀態(tài)極其廣泛地存在于自然界，土壤中最多，其代謝產(chǎn)物使土壤具有特殊的泥腥味。 能產(chǎn)生大量的、種類繁多的抗生素（其中90%由鏈霉菌產(chǎn)生） 有的放線菌可用于生產(chǎn)維生素、酶制制；此外，在甾體轉(zhuǎn)化、石油脫蠟、烴類發(fā)酵、污水處理等方面也有應(yīng)用 少數(shù)寄生型放線菌可引起人、動物（如皮膚、腦、肺和腳部感染）、植物（如馬鈴薯和甜菜的瘡痂?。┑募膊　? 立克次氏體 1、 概念 是大小介于通常的細(xì)菌與病毒之間，在許多方面類似細(xì)菌，專性活細(xì)胞內(nèi)寄生的原核微生物。 2、 特性 1）某些性質(zhì)與病毒相近 體內(nèi)酶系不完全，一些必需的養(yǎng)料需從宿主細(xì)胞獲得； 細(xì)胞膜比一般細(xì)菌的膜疏松：可透性膜，使它們有可能容易從宿主細(xì)胞獲得大分子物質(zhì)，但也決定了它們一旦離開宿主細(xì)胞則易死亡 2）從一種宿主傳至另一宿主的特殊生活方式 支原體 1、概念 又稱類菌質(zhì)體，是介于一般細(xì)菌與立克次氏體之間的原核微生物 2、特性 1）無細(xì)胞壁，只有細(xì)胞膜，細(xì)胞形態(tài)多變 2）個體很小，能通過細(xì)菌過濾器，曾被認(rèn)為是最小的可獨(dú)立生活的細(xì)胞型生物。 3）可進(jìn)行人工培養(yǎng)，但營養(yǎng)要求苛刻，菌落微小，呈典型的“油煎荷包蛋”形狀； 4）一些支原體能引起人類、牲畜、家禽和作物的病害疾病 5）應(yīng)用活組織細(xì)胞培養(yǎng)病毒或體外組織細(xì)胞培養(yǎng)時，常被支原體污染； 衣原體 1、概念 介于立克次氏體與病毒之間，能通過細(xì)菌濾器，專性活細(xì)胞內(nèi)寄生的一類原核微生物。 2、特性 1）細(xì)胞結(jié)構(gòu)與細(xì)菌類似； 2）細(xì)胞呈球形或橢圓形，直徑0.2-0.3 mm，能通過細(xì)菌濾器； 3）專性活細(xì)胞內(nèi)寄生（衣原體有一定的代謝活性，能進(jìn)行有限的大分子合成，但缺乏產(chǎn)生能量的系統(tǒng)，必須依賴宿主獲得ATP，因此又被稱為“能量寄生型生物”）； 4）在宿主細(xì)胞內(nèi)生長繁殖具有獨(dú)特的生活周期，即存在原體和始體兩種形態(tài) 5）衣原體廣泛寄生于人類、哺乳動物及鳥類，少數(shù)致?。ㄉ逞垡略w）； 6）衣原體不耐熱，60度10分鐘即被滅活，但它不怕低溫，冷凍干燥可保藏多年。對紅霉素、氯霉素、四環(huán)素敏感 藍(lán)細(xì)菌 1、概念 也稱藍(lán)藻或藍(lán)綠藻，是一類含有葉綠素a、能以水作為供氫體和電子供體、通過光合作用將光能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能、同化CO2為有機(jī)物質(zhì)的光合細(xì)菌 2、特性 1）分布極廣； 2）形態(tài)差異極大，有球狀、桿狀和絲狀等形態(tài) 3）細(xì)胞中含有葉綠素a，進(jìn)行產(chǎn)氧型光合作用； 4）具有原核生物的典型細(xì)胞結(jié)構(gòu)：細(xì)胞核無核膜，也不進(jìn)行有絲分裂，細(xì)胞壁含胞壁酸 和二氨基庚二酸，革蘭氏染色陰性 5）營養(yǎng)極為簡單，不需要維生素，以硝酸鹽或氨作為氮源，多數(shù)能固氮，其異形細(xì)胞是進(jìn)行固氮的場所。 6）分泌粘液層、莢膜或形成鞘衣，因此具有強(qiáng)的抗干旱能力。 7）無鞭毛，但能在固體表面滑行，進(jìn)行光趨避運(yùn)動 8）許多種類細(xì)胞質(zhì)中有氣泡，使菌體漂浮，保持在光線最充足的地方，以利光合作用 原生動物 1、概念 是單細(xì)胞的真核生物。細(xì)胞結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。分布廣泛，營養(yǎng)類型多為吞噬方式，少數(shù)有光合方式。 2、形態(tài)結(jié)構(gòu) 1、個體形態(tài) 形態(tài)多樣，大小相差較大 2、細(xì)胞結(jié)構(gòu) 除常規(guī)結(jié)構(gòu)外，還有些具有特殊功能的結(jié)構(gòu) 鞭毛和纖毛（9+2） 3、 繁殖方式 1、無性繁殖 （1）芽殖；（2）裂殖 2、有性繁殖 同配生殖；結(jié)合生殖 病毒 1、特點(diǎn) 1）不具有細(xì)胞結(jié)構(gòu)，具有一般化學(xué)大分子的特征。(例如一些簡單的病毒僅由核酸和蛋白質(zhì)外殼（coat）構(gòu)成，故可把它們視為核蛋白分子) 2）一種病毒的毒粒內(nèi)只含有一種核酸，DNA或者RNA。(朊病毒甚至僅由蛋白質(zhì)構(gòu)成) 3）大部分病毒沒有酶或酶系極不完全，不含催化能量代謝的酶，不能進(jìn)行獨(dú)立的代謝作用。 4）嚴(yán)格的活細(xì)胞內(nèi)寄生，沒有自身的核糖體，沒有個體生長，也不進(jìn)行二均分裂，必須依賴宿主細(xì)胞進(jìn)行自身的核酸復(fù)制，形成子代。 5）個體微小，在電子顯微鏡下才能看見。 6）對大多數(shù)抗生素不敏感，對干擾素敏感。(例如利福平可抑制痘病毒復(fù)制) 病毒是一類既具有化學(xué)大分子屬性，又具有生物體基本特征；既具有細(xì)胞外的感染性顆粒形式，又具有細(xì)胞內(nèi)的繁殖性基因形式的獨(dú)特生物類群。是超顯微的、沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的、專性活細(xì)胞內(nèi)寄生的實(shí)體 2、定義（至今無完整定義） 3、病毒顆粒： 病毒的細(xì)胞外顆粒形式，也是病毒的感染性形式 大多數(shù)噬菌體都是以裂解細(xì)胞方式釋放 4、噬菌體 烈性噬菌體：感染宿主細(xì)胞后能在細(xì)胞內(nèi)正常復(fù)制并最終殺死細(xì)胞，形成裂解循環(huán) 溫和噬菌體或稱溶源性噬菌體：感染宿主細(xì)胞后不能完成復(fù)制循環(huán)，噬菌體基因組 長期存在于宿主細(xì)胞內(nèi)，沒有成熟噬菌體產(chǎn)生。這一現(xiàn)象稱做溶源性現(xiàn)象 溶源性感染對細(xì)胞的影響： 溶源菌中的溫和噬菌體基因組通常不影響細(xì)胞的繁殖功能，但它們可能引起其他的細(xì)胞變化。 (1)免疫性 被溫和噬菌體感染后形成的溶源性細(xì)菌具有“免疫性”，即其它同類噬菌體雖然可以再次感染該細(xì)胞，但不能增殖，也不能導(dǎo)致溶源性細(xì)菌裂解 (2)溶源轉(zhuǎn)變 溶源性細(xì)菌有時還能獲得一些新的生理特性，例如白喉桿菌只有在含有特定 類型的原噬菌體時才能產(chǎn)生白喉毒素，引起被感染機(jī)體發(fā)病 微生物的營養(yǎng) 1、概念 營養(yǎng)物質(zhì)：那些能夠滿足微生物機(jī)體生長、繁殖和完成各種生理活動所需的物質(zhì) 營養(yǎng)：微生物獲得和利用營養(yǎng)物質(zhì)的過程 營養(yǎng)物質(zhì)是微生物生存的物質(zhì)基礎(chǔ)，而營養(yǎng)是生物維持和延續(xù)其生命形式的一種生理過程 2、微生物生長所需要的營養(yǎng)物質(zhì)及其生理功能 碳源物質(zhì)；氮源物質(zhì)；能源物質(zhì)；無機(jī)鹽；生長因子；水 3、微生物的營養(yǎng)類型 光能自養(yǎng)型：以光為能源，不依賴任何有機(jī)物即可正常生長 光能異養(yǎng)型：以光為能源，但生長需要一定的有機(jī)營養(yǎng) 化能自養(yǎng)型：以無機(jī)物的氧化獲得能量，生長不依賴有機(jī)營養(yǎng)物 化能異養(yǎng)型：以有機(jī)物的氧化獲得能量，生長依賴于有機(jī)營養(yǎng)物質(zhì) 光能無機(jī)自養(yǎng)型和光能有機(jī)異養(yǎng)型微生物可利用光能生長，在地球早期生態(tài)環(huán)境的演化過程中起重要作用 不同營養(yǎng)類型之間的界限并非絕對： 異養(yǎng)型微生物并非絕對不能利用CO2 自養(yǎng)型微生物也并非不能利用有機(jī)物進(jìn)行生長 有些微生物在不同生長條件下生長時,其營養(yǎng)類型也會發(fā)生改變 微生物營養(yǎng)類型的可變性無疑有利于提高其對環(huán)境條件變化的適應(yīng)能力 微生物的培養(yǎng)基 1、 概念 培養(yǎng)基： 是人工配制的，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) 2、選用和設(shè)計培養(yǎng)基的原則和方法 1、選擇適宜的營養(yǎng)物質(zhì) 實(shí)驗(yàn)室的常用培養(yǎng)基： 細(xì)菌：牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基（或簡稱普通肉湯培養(yǎng)基）； 放線菌：高氏1號合成培養(yǎng)基培養(yǎng)； 酵母菌：麥芽汁培養(yǎng)基； 霉菌：查氏合成培養(yǎng)基； 實(shí)驗(yàn)室一般培養(yǎng)：普通常用培養(yǎng)基； 遺傳研究：成分清楚的合成培養(yǎng)基； 生理、代謝研究：選用相應(yīng)的培養(yǎng)基配方； 例如枯草芽孢桿菌： 一般培養(yǎng)：肉湯培養(yǎng)基或LB培養(yǎng)基； 自然轉(zhuǎn)化：基礎(chǔ)培養(yǎng)基； 觀察芽孢：生孢子培養(yǎng)基； 產(chǎn)蛋白酶：以玉米粉、黃豆餅粉為主的產(chǎn)酶培養(yǎng)基 2、營養(yǎng)物的濃度及配比合適 營養(yǎng)物質(zhì)的濃度適宜：高濃度糖類物質(zhì)、無機(jī)鹽、重金屬離子等不僅不能維持和促進(jìn)微生物的生長，反而起到抑制或殺菌作用 營養(yǎng)物質(zhì)之間的配比適宜：培養(yǎng)基中各營養(yǎng)物質(zhì)之間的濃度配比也直接影響微生物的生長 繁殖和(或)代謝產(chǎn)物的形成和積累，其中碳氮比(C/N)的影響較大 3、物理、化學(xué)條件適宜 pH；培養(yǎng)基的pH必須控制在一定的范圍內(nèi)，以滿足不同類型微生物的生長繁殖或產(chǎn)生代謝產(chǎn)物。為了維持培養(yǎng)基pH的相對恒定，通常在培養(yǎng)基中加入pH緩沖劑，或在進(jìn)行工業(yè)發(fā)酵時補(bǔ)加酸、堿 水活度；在天然環(huán)境中，微生物可實(shí)際利用的自由水或游離水的含量，純水αw為1.00,溶液中溶質(zhì)越多, αw越小。微生物一般在αw為0.60～0.99的條件下生長, αw過低時,微生物生長的遲緩期延長,比生長速率和總生長量減少。微生物不同，其生長的最適αw不同 氧化還原電位；就向微生物與pH的關(guān)系一樣，不同類型微生物生長對氧化還原電位(Ф)的要求不同。氧化還原電位與氧分壓和pH有關(guān),也受某些微生物代謝產(chǎn)物的影響增加通氣量(如振蕩培養(yǎng)、攪拌)提高培養(yǎng)基的氧分壓，或加入氧化劑，從而增加Ф值；在培養(yǎng)基中加入抗壞血酸（0.1%）、硫化氫(0.025%)、半胱氨酸（<0.05%)、谷胱甘肽、二硫蘇糖醇、庖肉等還原性物質(zhì)可降低Ф值 4、經(jīng)濟(jì)節(jié)約 以粗代精：對微生物來說，各種粗原料營養(yǎng)更加完全，效果更好。而且在經(jīng)濟(jì)上也節(jié)約 以廢代好 以烴代糧：以石油或天然氣副產(chǎn)品代替糖質(zhì)原料來培養(yǎng)微生物 以簡代繁 以纖代糖 以無機(jī)氮代蛋白 5、精心設(shè)計、試驗(yàn)比較 進(jìn)行生態(tài)模擬，研究某種微生物的培養(yǎng)條件； 文獻(xiàn)查閱，設(shè)計特定微生物的培養(yǎng)基配方； 試驗(yàn)比較，確定特定微生物的最佳培養(yǎng)條件； 3、培養(yǎng)基的類型 1．按成份不同劃分 天然培養(yǎng)基：以化學(xué)成分還不清楚或化學(xué)成分不恒定的天然有機(jī)物組成 合成培養(yǎng)基：是由化學(xué)成份完全了解的物質(zhì)配制而成的培養(yǎng)基，也稱化學(xué)限定培養(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 （1）基礎(chǔ)培養(yǎng)基：在一定條件下含有某種微生物生長繁殖所需的基本營養(yǎng)物質(zhì)的培養(yǎng)基，也稱為基本培養(yǎng)基 （2）完全培養(yǎng)基：在一定條件下含有某種微生物生長繁殖所需的所有營養(yǎng)物質(zhì)的培養(yǎng)基 （3）加富培養(yǎng)基和富集培養(yǎng)基：在普通培養(yǎng)基（如肉湯蛋白胨培養(yǎng)基）中加入某些特殊營養(yǎng)物質(zhì)制成的一類營養(yǎng)豐富的培養(yǎng)基（目的微生物在這種培養(yǎng)基中較其他微生物生長速度快，并逐漸富集而占優(yōu)勢，從而容易達(dá)到分離該種微生物的目的） （4）鑒別培養(yǎng)基：用于鑒別不同類型微生物的培養(yǎng)基特定的化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生明顯的特征性變化，根據(jù)這種特征性變化,可將該種微生物與其他微生物區(qū)分開來 （5）選擇培養(yǎng)基：用于將某種或某類微生物從混雜的微生物群體中分離出來的培養(yǎng)基根據(jù)不同種類微生物的特殊營養(yǎng)需求或?qū)δ撤N化學(xué)物質(zhì)的敏感性不同，在培養(yǎng)基中加入相應(yīng)的特殊營養(yǎng)物質(zhì)或化學(xué)物質(zhì)，抑制不需要的微生物的生長，有利于所需微生物的生長 營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞 1、擴(kuò)散 物質(zhì)跨膜擴(kuò)散的能力和速率與該物質(zhì)的性質(zhì)有關(guān),分子量小、脂溶性、極性小的物質(zhì)易通過擴(kuò)散進(jìn)出細(xì)胞 擴(kuò)散并不是微生物細(xì)胞吸收營養(yǎng)物質(zhì)的主要方式,水是唯一可以通過擴(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(O2、CO2)及某些氨基酸在一定程度上也可通過擴(kuò)散進(jìn)出細(xì)胞 2、促進(jìn)擴(kuò)散 特點(diǎn)： （1）被動的物質(zhì)跨膜運(yùn)輸方式； （2）物質(zhì)運(yùn)輸過程中不消耗能量； （3）參與運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)本身的分子結(jié)構(gòu)不發(fā)生變化； （4）不能進(jìn)行逆濃度運(yùn)輸； （5）運(yùn)輸速率與膜內(nèi)外物質(zhì)的濃度差成正比。 通過促進(jìn)擴(kuò)散進(jìn)行跨膜運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)需要借助與載體的作用才能進(jìn)入細(xì)胞，而且每種載體只運(yùn)輸相應(yīng)的物質(zhì)，具有較高的專一性。 載體只影響物質(zhì)的運(yùn)輸速率，并不改變該物質(zhì)在膜內(nèi)外形成的動態(tài)平衡狀態(tài)； 這種性質(zhì)都類似于酶的作用特征，因此載體蛋白也稱為透過酶； 透過酶大都是誘導(dǎo)酶,只有在環(huán)境中存在機(jī)體生長所需的營養(yǎng)物質(zhì)時，相應(yīng)的透過酶才合成。 3、主動運(yùn)輸 主動運(yùn)輸是廣泛存在于微生物中的一種主要的物質(zhì)運(yùn)輸方式 運(yùn)輸物質(zhì)所需能量來源： 1. 協(xié)同運(yùn)輸中的離子梯度動力； 2. ATP驅(qū)動的泵通過水解ATP獲得能量； 3. 光驅(qū)動的泵利用光能運(yùn)輸物質(zhì)，見于細(xì)菌 4、膜泡運(yùn)輸 膜泡運(yùn)輸主要存在于原生動物中，特別是變形蟲，為這類微生物的一種營養(yǎng)物質(zhì)的運(yùn)輸方式)。