三、支原體、立克次氏體和衣原體革蘭氏陰性細菌，其大小和特性均介于通常的細菌與病毒之間。
（一）立克次氏體（Rickettsia）
1、概念：立克次氏體是大小介于通常的細菌與病毒之間，在許多方面類似細菌，專性活細胞內(nèi)寄生的原核微生物。
2、特性
1）某些性質(zhì)與病毒相近：
a專性活細胞寄生物，除五日熱（戰(zhàn)壕熱）立克次氏體（Rickettsia wolhynica）外均不能在人工培養(yǎng)基上生長繁殖。
b體內(nèi)酶系不完全，一些必需的養(yǎng)料需從宿主細胞獲得；
c 細胞膜比一般細菌的膜疏松；
d大小介于病毒與一般細菌之間。
2）從一種宿主傳至另一宿主的特殊生活方式主要媒介：節(jié)肢動物（虱、蜱、螨等）。通過節(jié)肢動物叮咬和排泄物傳播給人和其他動物。有的立克次氏體釀成嚴重疾病，如人類的流行性斑疹傷寒、羌蟲熱、Q熱等。
（二）支原體（Mycoplasma）
1、概念：又稱類菌質(zhì)體，是介于一般細菌與立克次氏體之間的原核微生物。
2、特性
1）無細胞壁，只有細胞膜，細胞形態(tài)多變；
2）個體很小，能通過細菌過濾器，曾被認為是最小的可獨立生活的細胞型生物。
球狀體：0.2-0.25 m，最小達0.1 m； m.payment-defi.com
絲狀體：最長可達150 m，因細胞柔軟且具扭曲性，致使細胞能通過孔徑比自身小得多的過濾器。
3）可進行人工培養(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�。�
5）應(yīng)用活組織細胞培養(yǎng)病毒或體外組織細胞培養(yǎng)時，常被支原體污染。
（三）衣原體（Chlamydia）
1、概念：介于立克次氏體與病毒之間，能通過細菌濾器，專性活細胞內(nèi)寄生的一類原核微生物。過去誤認為“大病毒”，但它們的生物學特性更接近細菌而不同于病毒。
2、特性
1）細胞結(jié)構(gòu)與細菌類似；
2）細胞呈球形或橢圓形，直徑0.2-0.3 m，能通過細菌濾器；具有類似的細胞壁，細胞壁內(nèi)也含有胞壁酸、二氨基庚二酸；70S核糖體也是由30S和50S二個亞基組成；
3）專性活細胞內(nèi)寄生：衣原體有一定的代謝活性，能進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）在宿主細胞內(nèi)生長繁殖具有獨特的生活周期，即存在原體和始體兩種形態(tài)。（參見P350）5）衣原體廣泛寄生于人類、哺乳動物及鳥類，少數(shù)致�。�
沙眼衣原體是人類砂眼的病原體，甚至引起結(jié)膜炎、角膜炎、等臨床癥狀，成為致盲的重要原因。
四、粘細菌（myxobacteria）
一、概念：粘細菌又名子實粘細菌，是一類具有最復雜的行為模式和生活史的原核微生物。二、生活史
1、營養(yǎng)細胞：桿狀、柔軟、缺乏堅硬的細胞壁，無鞭毛，產(chǎn)生粘液，可在固體表面作“滑行”運動，以分裂方式進行繁殖。
2、子實體：營養(yǎng)細胞發(fā)育到一定階段，在適宜的條件下形成形態(tài)各異，肉眼可見的子實體。五、蛭弧菌（Bdellovibrio）
（一）概念：寄生于其它細菌并導致其裂解的一類弧菌，其行為類似噬菌體。
（二）用途：可能成為防治有害細菌的一種有力武器。

六、藍細菌（Cyanobacteria）
1、概念：也稱藍藻或藍綠藻（blue-green algae），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)變成化學能、同化CO2為有機物質(zhì)的光合細菌。以前曾歸于藻類，因為它和高等植物一樣具有光和色素（葉綠素a），能進行產(chǎn)氧型光合作用。第二節(jié)   古生菌（Archaea）
一、概念的提出：1977年，Carl Woese以16S rRNA序列比較為依據(jù)，提出的獨立于真細菌和真核生物之外的生命的第三種形式。在分類地位上與真細菌和真核生物并列為三域（Domain），并且在進化譜系上更接近真核生物。在細胞構(gòu)造上與真細菌較為接近，同屬原核生物。多生活于一些生存條件十分惡劣的極端環(huán)境中，例如高溫、高鹽、高酸等。原名：古細菌（Archaebacteria）；后改名：古生菌（Archaea）
二、細胞形態(tài)：在顯微鏡下，古生菌與細菌具有類似的個體形態(tài)。
三、細胞結(jié)構(gòu)：在細胞的結(jié)構(gòu)與功能上，古生菌既有類似真細菌之處，也有類似真核生物之處，還具有一些自己獨特的特點。
（一）細胞壁：具有與真細菌類似功能的細胞壁；細胞壁的結(jié)構(gòu)和化學成分均差別甚大；已研究過的一些古生菌，它們細胞壁中沒有真正的肽聚糖，而是由多糖（假肽聚糖）、糖蛋白或蛋白質(zhì)構(gòu)成的。
（三）細胞質(zhì)和內(nèi)含物：無復雜內(nèi)膜的細胞器，核糖體為70 S。
（四）核區(qū)：沒有具有核仁、核摸的細胞核，染色體DNA為共價閉和環(huán)狀。
第三節(jié) 真核微生物
真核微生物的特征：細胞核具有核膜；能進行有絲分裂；細胞質(zhì)中存在線粒體或同時存在葉綠體等細胞器；
真菌：是一類低等真核生物，
特點：
1、核：具有細胞核，進行有絲分裂；
2、細胞器：細胞質(zhì)中含有線粒體但沒有葉綠體，不進行光合作用，無根、莖、葉的分化；
3、繁殖：以產(chǎn)生有性孢子和無性孢子二種形式進行繁殖；
4、營養(yǎng)方式：為化能有機營養(yǎng)（異養(yǎng)）、好氧；
5、運動：不運動（僅少數(shù)種類的游動孢子有1-2根鞭毛）；
6、種類：繁多，形態(tài)各異、大小懸殊，細胞結(jié)構(gòu)多樣。
一、霉菌
（一）概念：霉菌（mold）是一些“絲狀真菌”的統(tǒng)稱，不是分類學上的名詞。霉菌菌體均由分枝或不分枝的菌絲（hypha）構(gòu)成。許多菌絲交織在一起，稱為菌絲體（mycelium）。（參見P33）
（二）分布特點及與人類的關(guān)系
（三）形態(tài)結(jié)構(gòu)
1、菌絲：
1）細胞形態(tài)：無隔膜菌絲；有隔膜菌絲
2）菌絲功能：營養(yǎng)菌絲；氣生菌絲；繁殖菌絲霉菌菌絲直徑約為2~10m，比一般細菌和放線菌菌絲大幾到幾十倍。
2、菌絲的特化：1）菌環(huán)；2）菌網(wǎng)；3）附枝：匍匐菌絲、假根（類似樹根，吸收營養(yǎng)），功能是固著和吸收營養(yǎng)。4）附著枝；5）吸器；6）附著胞；7）菌核；8）子座等
3、細胞結(jié)構(gòu)：細胞壁的化學成分。
（四）菌落：由粗而長的分枝狀菌絲組成，菌落疏松，呈絨毛狀、絮狀或蜘蛛網(wǎng)狀，比細菌菌落大幾倍到幾十倍，有的沒有固定大小。各種霉菌，在一定培養(yǎng)基上形成的菌落大小、形狀、顏色等相對穩(wěn)定，所以菌落特征也為分類依據(jù)之一。
（五）霉菌繁殖方式及生活史霉菌的繁殖方式：無性孢子；有性孢子；菌絲斷片
1）無性孢子繁殖：無性孢子有：厚垣孢子、節(jié)孢子、分生孢子、孢囊孢子等。
2）有性孢子繁殖：兩個性細胞結(jié)合產(chǎn)生新個體的過程：
a）質(zhì)配：兩個性細胞結(jié)合，細胞質(zhì)融合，成為雙核細胞每個核均含單倍染色體（n+n）。
b）核配：兩個核融合，成為二倍體接合子核，此時核的染色體數(shù)是二倍（2n）。
c）減數(shù)分裂：具有雙倍體的細胞核經(jīng)過減數(shù)分裂，核中的染色體數(shù)目又恢復到單倍體狀態(tài)（n）。
e）霉菌的有性孢子包括接合孢子、卵孢子、子囊孢子等。半知菌：有一些霉菌，至今尚未發(fā)現(xiàn)其生活史中有有性繁殖階段，這類真菌稱為半知菌
二、酵母菌
（一）概念：酵母菌（yeast）是一群單細胞的真核微生物。這個術(shù)語也是無分類學意義的普通名稱，通常用于以芽殖或裂殖來進行無性繁殖單細胞真菌，以與霉菌區(qū)分開。有些可產(chǎn)生子囊孢子進行有性繁殖。（參見P34）
（二）分布及與人類的關(guān)系1、多分布在含糖的偏酸性環(huán)境，也稱為“糖菌”。
（三）形態(tài)結(jié)構(gòu)1、個體形態(tài)形態(tài)：卵圓、圓、圓柱、梨形等單細胞，
大小：細胞直徑一般比細菌粗10倍左右；
假菌絲：有的酵母菌子代細胞連在一起成為鏈狀。2、細胞結(jié)構(gòu)：細胞壁的化學成分。
（四）菌落特征：與細菌菌落類似，但一般較細菌菌落大且厚，表面濕潤，粘稠，易被挑起，多為乳白色，少數(shù)呈紅色。
（五）繁殖方式和生活史
1、無性繁殖1）芽殖；2）裂殖
2、有性繁殖：酵母菌以形成子囊和子囊孢子的形式進行有性繁殖。
3、生活史：酵母菌單倍體和雙倍體細胞均可獨立存在，有三種類型：
1）單倍體型：營養(yǎng)體只能以單倍體形式存在（核配后立即進行減數(shù)分裂）
2）雙倍體型：營養(yǎng)體只能以雙倍體形式存在（核配后不立即進行減數(shù)分裂）
3）單雙倍體型：營養(yǎng)體既可以單倍體也可以雙倍體形式存在，都可進行出芽繁殖。
假酵母：酵母菌中尚未發(fā)現(xiàn)其有性階段的酵母
第四章 微生物的營養(yǎng)
營養(yǎng)物質(zhì)：那些能夠滿足微生物機體生長、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
第一節(jié) 微生物的營養(yǎng)要求
一、微生物細胞的化學組成
二、營養(yǎng)物質(zhì)及其生理功能
三、微生物的營養(yǎng)類型生長所需要的營養(yǎng)物質(zhì)：自養(yǎng)型生物；異養(yǎng)型生物生物生長過程中能量的來源：光能營養(yǎng)型；化能營養(yǎng)型光能自養(yǎng)型：以光為能源，不依賴任何有機物即可正常生長
光能異養(yǎng)型：以光為能源，但生長需要一定的有機營養(yǎng)
化能自養(yǎng)型：以無機物的氧化獲得能量，生長不依賴有機營養(yǎng)物
化能異養(yǎng)型：以有機物的氧化獲得能量，生長依賴于有機營養(yǎng)物質(zhì)
三、微生物的營養(yǎng)類型
1．光能無機自養(yǎng)型（光能自養(yǎng)型）碳源：以CO2為主要唯一或主要碳源；能源：進行光合作用獲取生長所需要的能量；供氫體：以無機物如H2、H2S、S等作為供氫體或電子供體，使CO2還原為細胞物質(zhì)；
例子：1）藻類及藍細菌等和植物一樣，以水為電子供體，進行產(chǎn)氧型的光合作用。
2）紅硫細菌，以H2S為電子供體，合成細胞物質(zhì)，并伴隨硫元素的產(chǎn)生。
2．光能有機異養(yǎng)型（光能異養(yǎng)型）碳源：不能以CO2為主要或唯一的碳源；供氫體：有機物為供氫體，利用光能將CO2還原為細胞物質(zhì)；在生長時大多數(shù)需要外源的生長因子；
例子：紅螺菌屬中的一些細菌能利用異丙醇作為供氫體，將CO2還原成細胞物質(zhì)，同時積累丙酮。
3．化能無機自養(yǎng)型（化能自養(yǎng)型）碳源：以CO2或碳酸鹽作為唯一或主要碳源，
能源：無機物氧化過程中放出的化學能；電子供體：利用H2、H2S、Fe2+、NH3或NO2-等。化能無機自養(yǎng)型只存在于微生物中，可在完全無機及無光的環(huán)境中生長。
意義：它們廣泛分布于土壤及水環(huán)境中, 參與地球物質(zhì)循環(huán)。
4．化能有機異養(yǎng)型（化能異養(yǎng)型）碳源：主要是一些有機化合物，如淀粉、糖類、纖維素、有機酸等。能源：有機物氧化過程中放出的化學能；
例子：1）大多數(shù)細菌、真菌、原生動物都是化能有機異養(yǎng)型微生物；腐生型(metatrophy)：可利用無生命的有機物(如動植物尸體和殘體)作為碳源；寄生型(paratrophy)：寄生在活的寄主機體內(nèi)吸取營養(yǎng)物質(zhì),離開寄主就不能生存；在腐生型和寄生型之間還存在中間類型：
兼性腐生型(facultive metatrophy)；
兼性寄生型(facultive paratrophy)；
注：不同營養(yǎng)類型之間的界限并非絕對（P82）：
1）異養(yǎng)型微生物并非絕對不能利用CO2；
2）自養(yǎng)型微生物也并非不能利用有機物進行生長；
5．營養(yǎng)缺陷型：某些菌株發(fā)生突變(自然突變或人工誘變)后，失去合成某種(或某些)對該菌株生長必不可少的物質(zhì)(通常是生長因子如氨基酸、維生素)的能力，必須從外界環(huán)境獲得該物質(zhì)才能生長繁殖，這種突變型菌株稱為營養(yǎng)缺陷型(auxotroph)，相應(yīng)的野生型菌株稱為原養(yǎng)型(prototroph)。
第二節(jié) 培養(yǎng)基
培養(yǎng)基（medium）：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)。
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、無機鹽、能源、生長因子、水。
注：任何培養(yǎng)基一旦配成，必須立即進行滅菌處理（參見P85）；
常規(guī)高壓蒸汽滅菌：1.05kg/cm2, 121.3℃15-30分鐘；0.56kg/cm2, 112.6℃ 15-30分鐘；
某些成分進行分別滅菌；過濾除菌；
一、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)；
2、營養(yǎng)物的濃度及配比合適；
3、物理、化學條件適宜；
4、經(jīng)濟節(jié)約；
5、精心設(shè)計、試驗比較：進行生態(tài)模擬，研究某種微生物的培養(yǎng)條件；
文獻查閱，設(shè)計特定微生物的培養(yǎng)基配方；
試驗比較，確定特定微生物的最佳培養(yǎng)條件。
通常培養(yǎng)pH條件：細菌與放線菌：pH7~7.5；酵母菌和霉菌：pH4.5~6范圍內(nèi)生長；水活度：在天然環(huán)境中，微生物可實際利用的自由水或游離水的含量。
二、培養(yǎng)基的類型及應(yīng)用
1．按成份不同劃分：天然培養(yǎng)基(complex medium)：以化學成分還不清楚或化學成分不恒定的天然有機物組成合成培養(yǎng)基(synthetic medium)：是由化學成份完全了解的物質(zhì)配制而成的培養(yǎng)基，也稱化學限定培養(yǎng)基(chemically defined medium)。
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(minimum medium)：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(complete medium)：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)基牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基就是枯草芽孢桿菌等的完全培養(yǎng)基。
3）加富培養(yǎng)基和富集培養(yǎng)基(enrichment medium)加富培養(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。特殊營養(yǎng)物質(zhì)：血液、血清、酵母浸膏、動植物組織液等。
用途：培養(yǎng)營養(yǎng)要求比較苛刻的異養(yǎng)型微生物。富集培養(yǎng)基：根據(jù)待分離微生物的特點設(shè)計的培養(yǎng)基，用于從環(huán)境中富集和分離某種微生物。（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，從而容易達到分離該種微生物的目的。）
4）鑒別培養(yǎng)基(differential medium)用于鑒別不同類型微生物的培養(yǎng)基特定的化學反應(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(selective medium)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。
第三節(jié) 營養(yǎng)物質(zhì)進入細胞
一、簡單擴散(diffusion)特點：
被動的物質(zhì)跨膜運輸方式；物質(zhì)運輸過程中不消耗能量；不能進行逆濃度運輸；運輸速率與膜內(nèi)外物質(zhì)的濃度差成正比。擴散并不是微生物細胞吸收營養(yǎng)物質(zhì)的主要方式，水是唯一可以通過擴散自由通過原生質(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散進出細胞。
二、促進擴散(facilitated diffusion)特點：
被動的物質(zhì)跨膜運輸方式；物質(zhì)運輸過程中不消耗能量；參與運輸?shù)奈镔|(zhì)在運輸過程中不發(fā)生化學變化；不能進行逆濃度運輸；運輸速率與膜內(nèi)外物質(zhì)的濃度差成正比；有載體(carrier)參與。通過促進擴散進行跨膜運輸?shù)奈镔|(zhì)需要借助與載體(carrier)的作用才能進入細胞，而且每種載體只運輸相應(yīng)的物質(zhì)，具有較高的專一性。被運輸?shù)奈镔|(zhì)：氨基酸、單糖、維生素、無機鹽等
三、主動運輸(active transport)特點：主動的物質(zhì)跨膜運輸方式；物質(zhì)運輸過程中需要消耗能量(ATP)；可以進行逆濃度運輸；有載體(carrier)參與。主動運輸是廣泛存在于微生物中的一種主要的物質(zhì)運輸方式
1、初級主動運輸(primary active transport)：由電子傳遞系統(tǒng)、ATP酶、或細菌嗜紫紅質(zhì)引起的質(zhì)子運輸方式。
2、次級主動運輸(secondary active transport)：質(zhì)子濃度差消失過程中偶聯(lián)其他物質(zhì)運輸。
有：同向運輸(symport)；逆向運輸(antiport)；單向運輸(uniport)。
3、基團轉(zhuǎn)位(group translocation)特點：有一個復雜的運輸系統(tǒng)來完成物質(zhì)的運輸；物質(zhì)在運輸過程中發(fā)生化學變化；基團轉(zhuǎn)位主要用于糖的運輸。
4、Na+,K+-ATP酶(Na+,K+-ATPase)系統(tǒng)四、膜泡運輸(memberane vesicle transport)：主要存在于原生動物中。
第 五 章 微生物的代謝
第一節(jié) 代謝概論
代謝（metabolism）：細胞內(nèi)發(fā)生的各種化學反應(yīng)的總稱。
第二節(jié) 微生物產(chǎn)能代謝
一、生物氧化
二、異養(yǎng)微生物的生物氧化
1.發(fā)酵(fermentation)：有機物氧化釋放的電子直接交給本身未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。（電子→中間產(chǎn)物）有機化合物只是部分地被氧化，因此，只釋放出一小部分的能量。發(fā)酵過程的氧化是與有機物的還原偶聯(lián)在一起的。被還原的有機物來自于初始發(fā)酵的分解代謝，即不需要外界提供電子受體。糖酵解（glycolysis）：生物體內(nèi)葡萄糖被降解成丙酮酸的過程稱為糖酵解。
不同微生物發(fā)酵產(chǎn)物的不同，也是細菌分類鑒定的重要依據(jù)。
大腸桿菌：丙酮酸裂解生成乙酰CoA與甲酸，甲酸在酸性條件下可進一步裂解生成H2和CO2（產(chǎn)酸產(chǎn)氣）
志賀氏菌：丙酮酸裂解生成乙酰CoA與甲酸，但不能使甲酸裂解產(chǎn)生H2和CO2（產(chǎn)酸不產(chǎn)氣）
產(chǎn)氣氣桿菌：V.P.試驗陽性；甲基紅試驗陰性；
大腸桿菌：V.P.試驗陰性；甲基紅試驗陽性。
2. 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)傳給外源電子受體，從而生成水或其它還原型產(chǎn)物并釋放出能量的過程，稱為呼吸作用。(電子→電子載體) 
有氧呼吸（aerobic respiration）：以分子氧作為最終電子受體；無氧呼吸（anaerobic respiration）：以氧化型化合物作為最終電子受體。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。
（2）無氧呼吸
條件：某些厭氧和兼性厭氧微生物在無氧條件下進行無氧呼吸；
最終電子受體：無氧呼吸的最終電子受體不是氧，而是NO3-、NO2-、SO42-、S2O32-、CO2等無機物，或延胡索酸（fumarate）等有機物。
電子傳遞體：無氧呼吸也需要細胞色素等電子傳遞體，并在能量分級釋放過程中伴隨有磷酸化作用，也能產(chǎn)生較多的能量用于生命活動。
產(chǎn)能：由于部分能量隨電子轉(zhuǎn)移傳給最終電子受體，所以生成的能量不如有氧呼吸產(chǎn)生的多。
1 硝酸鹽呼吸：以硝酸鹽作為最終電子受體的生物學過程，也稱為硝酸鹽的異化作用（Dissimilative）。
有些菌可將NO2-進一步將其還原成N2，這個過程稱為反硝化作用：
2 硝酸還鹽原細菌：能進行硝酸鹽呼吸的細菌被稱為硝酸還鹽原細菌。
主要生活在土壤和水環(huán)境中，如假單胞菌、依氏螺菌、脫氮小球菌等。硝酸鹽還原細菌被認為是一種兼性厭氧菌，無氧但環(huán)境中存在硝酸鹽時進行厭氧呼吸，而有氧時其細胞膜上的硝酸鹽還原酶活性被抑制，細胞進行有氧呼吸。
3 反硝化作用的生態(tài)學作用
4 其它厭氧呼吸：延胡索酸呼吸：兼性厭氧，將延胡索酸還原成琥珀酸等。

三．自養(yǎng)微生物的生物氧化
化能無機自養(yǎng)型微生物
1、氨的氧化：NH3、亞硝酸（NO2-）等無機氮化物可以被某些化能自養(yǎng)細菌用作能源亞硝化細菌：將氨氧化為亞硝酸并獲得能量。
硝化細菌：將亞硝酸氧化為硝酸并獲得能量。
這兩類細菌往往伴生在一起，在它們的共同作用下將銨鹽氧化成硝酸鹽，避免亞硝酸積累所產(chǎn)生的毒害作用。這類細菌在自然界的氮素循環(huán)中也起者重要的作用，在自然界中分布非常廣泛。
2、硫的氧化：硫細菌（sulfur bacteria）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（包括硫化物、元素硫、硫代硫酸鹽、多硫酸鹽和亞硫酸鹽）作能源。
硫細菌在進行還原態(tài)硫物質(zhì)的氧化時會產(chǎn)酸（主要是硫酸），因此它們的生長會顯著地導致環(huán)境的pH下降，有些硫細菌可以在很酸的環(huán)境，例如在pH低于1的環(huán)境中生長。
3、鐵的氧化：以嗜酸性的氧化亞鐵硫桿菌（Thiobacillus ferrooxidans）為例：氧化亞鐵硫桿菌在富含F(xiàn)eS2的煤礦中繁殖，產(chǎn)生大量的硫酸和Fe(OH)3，從而造成嚴重的環(huán)境污染。它的生長只需要FeS2及空氣中的O2和CO2，因此，要防止其破壞性大量繁殖的唯一可行的方法是封閉礦山，使環(huán)境恢復到原來的無氧狀態(tài)。
4、氫的氧化能以氫為電子供體，以O(shè)2為電子受體，以CO2為唯一碳源進行生長的細菌被稱為氫細菌。
注：化能自養(yǎng)微生物以無機物作為能源，一般產(chǎn)能效率低，生長慢，但從生態(tài)學角度看，它們所利用的能源物質(zhì)是一般化能異養(yǎng)生物所不能利用的，因此它們與產(chǎn)能效率高、生長快的化能異養(yǎng)微生物之間并不存在生存競爭。
四．能量轉(zhuǎn)換
1、底物水平磷酸化（substrate level phosphorylation）
2、氧化磷酸化（oxidative phosphorylation）
3、光合磷酸化（photophosphorylation）光能營養(yǎng)型生物產(chǎn)氧：
1）真核生物：藻類及其它綠色植物；
2）原核生物：藍細菌不產(chǎn)氧：僅原核生物有如光合細菌。細菌葉綠素具有和高等植物中的葉綠素相類似的化學結(jié)構(gòu)，二者的區(qū)別在于側(cè)鏈基團的不同，以及由此而導致的光吸收特性的差異。
（1）環(huán)式光合磷酸化
光合細菌主要通過環(huán)式光合磷酸化作用產(chǎn)生ATP，不是利用H2O，而是利用還原態(tài)的H2、H2S等作為還原CO2的氫供體，進行不產(chǎn)氧的光合作用；
（2）非環(huán)式光合磷酸化：產(chǎn)氧型光合作用（綠色植物、藍細菌）
（3）非環(huán)式光合磷酸化：綠色細菌的非環(huán)式光合磷酸化（不產(chǎn)氧型光合作用）
（4）嗜鹽菌紫膜的光合作用
第 5 章 微生物的生長繁殖及其控制
生長： 生物個體物質(zhì)有規(guī)律地、不可逆增加，導致個體體積擴大的生物學過程。
繁殖：生物個體生長到一定階段，通過特定方式產(chǎn)生新的生命個體，即引起生命個體數(shù)量增加的生物學過程。在微生物學中提到的“生長”，一般均指群體生長，這一點與研究大生物時有所不同。
第一節(jié) 微生物生長的測定
（一）以數(shù)量變化對微生物生長情況進行測定通常用來測定細菌、酵母菌等單細胞微生物的生長情況或樣品中所含微生物個體的數(shù)量（細菌、孢子、酵母菌）
1、培養(yǎng)平板計數(shù)法一個菌落可能是多個細胞一起形成，所以在科研中一般用菌落形成單位（colony forming units，CFU）來表示，而不是直接表示為細胞數(shù)。
2、膜過濾培養(yǎng)法（水等樣品）當樣品中菌數(shù)很低時，可以將一定體積的湖水、海水或飲用水等樣品通過膜過濾器，然后將將膜轉(zhuǎn)到相應(yīng)的培養(yǎng)基上進行培養(yǎng)，對形成的菌落進行統(tǒng)計。
3、顯微鏡直接計數(shù)法
1）常規(guī)方法：缺點：不能區(qū)分死菌與活菌；不適于對運動細菌的計數(shù)；需要相對高的細菌濃度；個體小的細菌在顯微鏡下難以觀察；
2）其它方法：比例計數(shù)；過濾計數(shù)；活菌計數(shù)。
（二）以生物量為指標測定微生物的生長
1、比濁法：在一定波長下，測定菌懸液的光密度，以光密度(optical density, 即O.D.)表示菌量。
2、重量法：以干重、濕重直接衡量微生物群體的生物量；通過樣品中蛋白質(zhì)、核酸含量的測定間接推算微生物群體的生物量；測定多細胞及絲狀真菌生長情況的有效方法。
3、生理指標法
第二節(jié) 細菌的群體生長繁殖
一、生長曲線生長曲線(Growth Curve)：細菌接種到定量的液體培養(yǎng)基中，定時取樣測定細胞數(shù)量，以培養(yǎng)時間為橫座標，以菌數(shù)為縱座標作圖，得到的一條反映細菌在整個培養(yǎng)期間菌數(shù)變化規(guī)律的曲線。一條典型的生長曲線至少可以分為：遲緩期，對數(shù)期，穩(wěn)定期和衰亡期等四個生長時期。
遲緩期(Lag phase)：將少量菌種接入新鮮培養(yǎng)基后，在開始一段時間內(nèi)菌數(shù)不立即增加，或增加很少，生長速度接近于零。也稱延遲期、適應(yīng)期。
遲緩期的特點：分裂遲緩、代謝活躍細胞形態(tài)變大或增長，例如巨大芽孢桿菌，在遲緩期末，細胞的平均長度比剛接種時長6倍。一般來說處于遲緩期的細菌細胞體積最大。細胞內(nèi)RNA，尤其是rRNA含量增高，合成代謝活躍，核糖體、酶類和ATP的合成加快，易產(chǎn)生誘導酶。對外界不良條件反應(yīng)敏感。
遲緩期出現(xiàn)的原因：調(diào)整代謝遲緩期的長短與菌種的遺傳性、菌齡以及移種前后所處的環(huán)境條件等因素有關(guān)，短的只需要幾分鐘，長的需數(shù)小時。在生產(chǎn)實踐中縮短遲緩期的常用手段（參見P130）：
(1)通過遺傳學方法改變種的遺傳特性使遲緩期縮短；
(2)利用對數(shù)生長期的細胞作為種子；
(3)盡量使接種前后所使用的培養(yǎng)基組成不要相差太大；
(4)適當擴大接種量對數(shù)生長期(Log phase)：又稱指數(shù)生長期(Exponential phase)以最大的速率生長和分裂，細菌數(shù)量呈對數(shù)增加，細菌內(nèi)各成分按比例有規(guī)律地增加，表現(xiàn)為平衡生長。特點：
對數(shù)生長期的細菌個體形態(tài)、化學組成和生理特性等均較一致，代謝旺盛、生長迅速、代時穩(wěn)定。
應(yīng)用：
1）研究微生物基本代謝的良好材料；
2）常在生產(chǎn)上用作種子，使微生物發(fā)酵的遲緩期縮短，提高經(jīng)濟效益。
代時(通常以G表示)： 
1)      在細菌個體生長里，每個細菌分裂繁殖一代所需的時間為代時(Generation time)；
2) 在群體生長里細菌數(shù)量增加一倍所需的時間稱為倍增時間（Doubling time）。穩(wěn)定生長期(Stationary phase)：
特點：
由于營養(yǎng)物質(zhì)消耗，代謝產(chǎn)物積累和pH等環(huán)境變化，逐步不適宜于細菌生長，導致生長速率降低直至零(即細菌分裂增加的數(shù)量等于細菌死亡數(shù))。細胞重要的分化調(diào)節(jié)階段；儲存糖原等細胞質(zhì)內(nèi)含物，芽孢桿菌在此階段形成芽孢或建立自然感受態(tài)等。也是發(fā)酵過程積累代謝產(chǎn)物的重要階段，某些放線菌抗生素的大量形成也在此時期。
應(yīng)用：
生產(chǎn)上常通過補充營養(yǎng)物質(zhì)（補料）或取走代謝產(chǎn)物、調(diào)節(jié)pH、調(diào)節(jié)溫度、對好氧菌增加通氣、攪拌或振蕩等措施延長穩(wěn)定生長期，以獲得更多的菌體物質(zhì)或積累更多的代謝產(chǎn)物。衰亡期(Decline或Death phase)：
特點：
營養(yǎng)物質(zhì)耗盡和有毒代謝產(chǎn)物的大量積累，細菌死亡速率超過新生速率，整個群體呈現(xiàn)出負增長。該時期死亡的細菌以對數(shù)方式增加。細菌代謝活性降低，細菌衰老并出現(xiàn)自溶，產(chǎn)生或釋放出一些產(chǎn)物，如氨基酸、轉(zhuǎn)化酶、外肽酶或抗生素等。細胞呈現(xiàn)多種形態(tài)，有時產(chǎn)生畸形，細胞大小懸殊，有些革蘭氏染色反應(yīng)陽性菌變成陰性反應(yīng)等。不同的微生物或同一種微生物對不同物質(zhì)的利用能力是不同的。
1）速效碳源（或氮源）：有的物質(zhì)可直接被利用(例如葡萄糖或NH4 +等) ，稱為~；
2）遲效碳源（或氮源）：有的需要經(jīng)過一定的適應(yīng)期后才能獲得利用能力（例如乳糖或NO3-等），稱為~。
第三節(jié) 微生物生長繁殖的控制
抑制(Inhibition)：生長停止，但不死亡；
防腐(Antisepsis)：防止或抑制霉腐微生物在食品等物質(zhì)上的生長；
化療(Chemotherapy)：殺死或抑制宿主體內(nèi)的病原微生物；
死亡(Death)：生長能力不可逆喪失；
消毒(Disinfection)：殺死或滅活病原微生物（營養(yǎng)體細胞）；
滅菌(Sterilization)：殺死包括芽孢在內(nèi)的所有微生物；
一、控制微生物的化學物質(zhì)
抗微生物劑(Antimicrobial agent)：一類能夠殺死微生物或抑制微生物生長的化學物質(zhì)。
化學物質(zhì)的抗微生物能力的測定
1）液體培養(yǎng)法：最低抑制濃度（minimum inhibitory concentration （MIC））實驗
2）平板培養(yǎng)法：抑菌圈（zone of inhibition）試驗。但對殺菌或抑菌作用無法區(qū)分。抗微生物劑：抑菌劑(Bacteriostatic agent)；殺菌劑(Bactericide)；溶菌劑(Bacteriolysis)。
消毒劑：可殺死微生物，通常用于非生物材料的滅菌或消毒。防腐劑：能殺死微生物或抑制其生長，但對人及動物的體表組織無毒性或毒性低，可作為外用抗微生物藥物。石炭酸系數(shù)：指在一定時間內(nèi)被試藥劑能殺死全部供試菌的最高稀釋度和達到同效的石炭酸的最高稀釋度的比率。一般規(guī)定處理時間為10分鐘，而供試菌定為Salmonella typhi（傷寒沙門氏菌）。
（一）防腐劑和消毒劑
（二）抗代謝物概念：有些化合物在結(jié)構(gòu)上與生物體所必需的代謝物很相似，以至可以和特定的酶結(jié)合，從而阻礙了酶的功能，干擾了代謝的正常進行，這些物質(zhì)稱為抗代謝物(Antimetabolite)。種類：葉酸對抗物（磺胺）、嘌呤對抗物（6-巰基嘌呤）、苯丙氨酸對抗物（對氟苯丙氨酸）等磺胺藥物：最早發(fā)現(xiàn)，也是最常見的化學療劑，抗菌譜廣，能治療多種傳染性疾病。作用機理：磺胺是葉酸組成部分對氨基苯甲酸的結(jié)構(gòu)類似物。
（三）抗生素
1、概念：是由某些生物合成或半合成的一類次級代謝產(chǎn)物或衍生物，它們在很低濃度時就能抑制或影響它種生物的生命活動，如殺死微生物或抑制其生長。
2、作用機制抑制細菌細胞壁合成：如青霉素等
破壞細胞質(zhì)膜：如
作用于呼吸鏈以干擾氧化磷酸化；
抑制蛋白質(zhì)合成：如
抑制核酸合成等：如
3、細菌抗藥性的產(chǎn)生抗性菌株特點：細胞質(zhì)膜透性改變，使抗生素不進入細胞或進入細胞后被細胞主動排出；
藥物作用靶改變；如核糖體改變
合成了修飾抗生素的酶；青霉素酶
抗性菌株發(fā)生遺傳變異，導致合成新的多聚體，以取代或部分取代原來的多聚體。
二、控制微生物的物理因素
（一）溫度
1）十倍致死時間（D）
2）熱致死時間1、干熱滅菌烘箱內(nèi)熱空氣滅菌：160℃，2小時濕熱比干熱滅菌更好：濕熱對一般營養(yǎng)體和孢子的殺滅條件：多數(shù)細菌和真菌的營養(yǎng)細胞：在60℃左右處理5-10分鐘；
酵母菌和真菌的孢子：用80℃以上溫度處理；
細菌的芽孢：121℃處理15分鐘以上；
2、濕熱滅菌
1）巴斯德消毒（pasteurization）
2）煮沸消毒
3）間歇滅菌（fractional sterilization OR tyndallization）
4）常規(guī)高壓滅菌（autoclaving）
5）連續(xù)加壓滅菌（continuous autoclaving ）
（三）過濾作用：如超凈工作臺；空氣和不耐熱的液體培養(yǎng)基的滅菌
（二）輻射作用：如超凈工作臺，空氣等的滅菌

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