环境工程微生物复习资料

1、 环境工程微生物环境工程微生物学：研究与环境领域（包括环境工程、给水排水工程）有关的微生物及其生命活动规律的科学。环境工程微生物研究的主要内容：（1）微生物个体形态、群体形态；（2）微生物的细胞结构功能、生理特性、生长繁殖、遗传、变异等；（3）微生物与环境的关系，尤其是微生物与污染环境之间的关系；（4）微生物对物质的转化分解作用，特别是应用微生物来处理各种污染物质，如废水、废气和固体废弃物。环境工程微生物学的研究任务：）防止或消除有害微生物；）充分利用有益的微生物资源微生物的定义：微生物是指所有形体微小，用肉眼无法看到，须借助于显微镜才能看见的，单细胞或个体结构简单的多细胞，或无细胞结构的低等

2、生物的统称。微生物的特点：1、体积小，比表面积大；2、吸收多，转化快，结构简单；3、生长旺，繁殖速，胃口大，食谱广；4、适应性强，易变异；5、分布广，种类多微生物发展的四个时期:1. 初创时期（形态学发展时期）（17世纪下半叶十九世纪中叶）（使用显微镜观察微生物世界的时期)特点：显微镜下见到微生物形态描述，代表人物：罗伯特虎克和列文虎克 列文虎克的贡献:（）发现了微生物世界；（）科学地描述了微生物的形态并阐述了它们的繁茂性（3） 发明了显微镜2. 奠基时期（生理学发展时期）十九世纪下叶 特点：建立了一套独特研究方法；进入生理学领域的研究；寻找病原菌，代表人物：巴斯德 巴斯德的贡献：(1) 发现

3、并证实发酵是由微生物引起的；(2) 彻底否定了“自然发生”学说；(3) 免疫学预防接种（首次制成狂犬疫苗）（4）巴斯德消毒法：6065作短时间加热处理，杀死有害微生物。科赫的主要贡献：建立了疾病细菌说；首创了细菌染色法；首创了细菌的纯培养固体培养基；提出了著名的科赫法则。3. 发展时期（生物化学水平）始于二十世纪初4. 成熟时期（分子水平）始于二十世纪五十年代 特点：理论-深入到分子生物学；实践-深入到生物工程水平六界系统：非细胞形态病毒界，原核生物界，真核原生生物界，真菌界，动物界，植物界微生物的分类单位：七个等级：界，门，纲，目，科，属，种（依次递小）微生物的命名（双名法）：生物的学名都是

4、用拉丁文书写，属名用名词，第一个字母大写，种名用形容词，第一个字母小写。（如用电脑打印或印刷，应该用斜体表示）病毒的特点：无细胞结构，大多数由蛋白质和核酸组成，有的含有类脂质、多糖等，仅含有一种类型的核酸DNA或RNA,至今尚未发现二者兼有的病毒;没有合成细胞物质和繁殖所必备的酶系统，不具独立的代谢能力;严格的活细胞内寄生,没有自身的核糖体,不能生长也不进行二均分裂,必须 依赖宿主细胞进行自身的核酸复制,形成子代;个体极小,能通过细菌滤器,在电子显微镜下才可看见，形态多样;对抗生素及磺胺药物不敏感,对干扰素敏感。-据以上特点,可以将病毒定义为：病毒是没有细胞结构、专性活细胞内寄生的大分子微生物

5、。病毒的类型：根据病毒不同的专性宿主，可将病毒分为动物病毒（脊椎动物病毒和无脊椎动物病毒）、植物病毒和微生物病毒；按核酸分类：DNA病毒（单链DNA病毒，如细小病毒；双链DNA病毒，如除细小病毒这之外的DNA病毒）；RNA病毒（单链RNA病毒，如除呼肠孤病毒组外的RNA病毒；双链RNA病毒，如呼肠孤病毒组）病毒的一般形态：杆状，球状，蝌蚪状(复合状) 动物病毒的形态有球形，卵圆形，砖形等；植物病毒的形态有杆状，丝状和球状；噬菌体的形态有蝌蚪状和丝状。病毒的化学组成：基本化学组成是核酸和蛋白质，个体大的病毒除核酸和蛋白质外,还含有脂类和多糖(常以糖脂、糖蛋白方式存在)。1.核酸：一种病毒的毒粒只

6、含有一种核酸：DNA或是RNA；有单链DNA（ss DNA）；双链DNA（ds DNA）；单链RNA（ss RNA）；双链RNA（ds RNA）；其功能：决定病毒遗传、变异和对敏感宿主细胞的感染力2.蛋白质：有非结构蛋白和结构蛋白（ 壳体蛋白；包膜蛋白；存在于毒粒中的酶)。其功能：构成病毒壳体,使病毒有一定大小形态,维持病毒结构；壳体具保护作用 ,使核酸免受酶或其它理化因子的影响；参与病毒感染过程,决定宿主范围,表现为吸附作用；蛋白质也决定病毒的抗原性；蛋白质是发生毒性反应的主要成分,对机体或细胞有毒性作用；构成了病毒组成中的酶。3.脂质：磷脂、脂肪酸、甘油三酸脂和胆固醇等,但主要以磷脂形式存

7、在。其功能：构成病毒包膜的骨架；与宿主特异性有关。病毒是非细胞生物,故单个病毒个体不能称作“单细胞”,一般称为病毒粒子(即病毒体)。病毒粒子有时也称病毒颗粒(virus particle)：是指成熟的、结构完整有侵染力的单个病毒。典型的病毒粒子的形态 螺旋对称壳体二十面体对称壳体复合对称结构病毒复制过程：吸附、侵入、脱壳、复制、装配以及释放5个连续步骤。脱壳是病毒侵入的必要条件，所谓的脱壳就是病毒的包膜和/或壳体除去而释放出病毒核酸的过程。脱壳是病毒基因组进行功能表达所必需的感染事件侵入：噬菌体通过水解破坏细胞壁，DNA进入。病毒侵入的方式决定于寄主细胞的性质。 复制(病毒大分子的合成)：细菌

8、自身的DNA被破坏，病毒借助于细菌的合成机构，为自己工作，即复制噬菌体的DNA和其他结构新合成的毒粒结构组分组装成完整的病毒颗粒，称做病毒的装配，亦称成熟（maturation）或形态发生细菌细胞的结构： 一般构造：胞壁细，细胞膜，细胞质，间体，核区，内含物，核糖体 特殊构造：鞭毛，菌毛，芽孢，微荚膜，荚膜，粘液层（糖被）革兰氏染色：（1）制片，（2）初染（结晶紫30S），（3）媒染剂（碘液30S），（4）脱色（95%乙醇1020S），（5）复染（蕃红30 60S）结果判断：菌体呈紫色的为革兰氏阳性菌（G+），菌体呈红色的为革兰氏阴性菌（G-）为什么通过革兰氏染色G+呈紫色，G-呈红色：1.细

9、菌等电点有关：23 pH(G+) pH(G)=45，G+带的负电荷比G多，结合力大，用I2KI媒染后，等电点都下降， G+等电点下降的多，与草酸铵结晶紫结合的更牢固，对脱色剂的抵抗力更强2.与细菌细胞壁的结构有关脱色剂-95%乙醇为脂溶剂破坏G-的外膜、肽聚糖层和细胞质膜，于是被乙醇溶解的结晶紫和碘的复合物从细胞中渗漏出来，当再用藩红复染时，显现红色。但在G+细胞中，乙醇使厚的肽聚糖层脱水，导致孔隙变小，由于结晶紫和碘的复合物分子较大，不能通过细胞壁，保持紫色。细菌细胞壁功能：保护细胞免受外力的损伤，保护原生质体免受渗透压引起的破裂作用；维持细菌的形态；为正常细胞分裂所必需；细胞壁为多孔结构的

10、分子筛，可以阻挡某些分子的进入；细胞壁为鞭毛提供支点，使鞭毛运动；与细菌的抗原性、致病性（如内毒素）和对噬菌体的敏感性密切相关。细胞膜的生理功能：是维持细胞内正常渗透压的屏障；选择性地控制细胞内、外的营养物质和代谢产物的运送；含有合成细胞壁和形成横膈膜组分的酶，合成细胞壁重要基地；膜内陷形成中间体，含有细胞色素，参与呼吸作用：膜上含有进行能量代谢的酶系，在细胞质膜上进行物质代谢和能量代谢，是细胞的产能场所；细胞质膜上有鞭毛基粒，是鞭毛基体的着生部位和鞭毛旋转的供能部位有些细菌在细胞壁外面存在被外多糖。如果具有较好结构也不易洗掉，称为荚膜；如果薄并且容易消失称为粘液层。成分：一般为多糖，少数是蛋

11、白质或多肽，也有多糖与多肽复合型。化学组成：含水率在9098，其他有机组分为多糖或多肽。荚膜的功能：具有荚膜的S-型肺炎链球菌毒力强，有助于侵入人体；具有保护功能。免受噬菌体的吞噬；免受干燥影响；当缺乏营养时，可作为碳源和能源，有的可作氮源；堆积某些代谢废物；具有生物吸附作用，在污水生物处理中可将水中的有机物吸附到菌体上。有些细菌由于遗传特性，细菌按一定的方式互相粘结在一起，并被一个公共的荚膜包围形成一定形状的细菌集团，称作菌胶团。形状有：蘑菇形、分支状、球形等。在污水处理中也有一定的生物吸附功能。某些细菌在其生长发育后期或遇到不良环境时，在细胞内形成一个圆形或椭圆形、厚壁、含水量极低、抗逆性

12、极强的休眠体，称为芽孢，偶译“内生孢子”。所有的芽孢都可以抵挡外界不良环境。它是抵挡外界不良环境的休眠体。芽孢特点：含水率低，3840（细菌平均含水率在7090。）；芽孢壁厚而致密，分为三层，外层为蛋白质性质，中层为皮层，由肽聚糖构成，内层为孢子壁，肽聚糖构成；芽孢萌发时，孢子壁形成细胞壁；含有耐热性的2，6吡啶二羧酸（芽孢变成细胞时， 2，6吡啶二羧酸消失）；含有耐热性的酶。菌毛的功能：使菌体附着于寄主细胞表面菌落：细菌在固体培养基上生长发育，形成以母细胞为中心的一团肉眼可见的，有一定形态，构造等特征的子细胞的集团，称之为菌落。没有鞭毛不运动的细菌，特别是球菌，常形成较小、较厚、边缘较整齐的

13、菌落；有鞭毛的细菌则较大而扁平，边缘波状、锯齿状等；有荚膜的细菌菌落较大并且表面光滑，而没有荚膜的则表面较粗糙；具有芽孢的细菌菌落表面常有褶皱并且不透明。细菌菌落具有一些共同的特征：小、湿润、粘稠、与基质结合松散，易被剥离，质地均匀，各部位颜色一致。细菌的培养特征：细菌在液体培养基中的存在形式随密度不同；在液体培养基表面形成膜（轻）或成絮状使培养液混浊；产生絮状沉淀（粘重，如菌胶团、活性污泥）。细菌的理化性质：细菌表面带负电荷，由细菌表面的蛋白质（两性电解质）的等电点和外界的pH值所决定（等电点在pH为25；革兰氏阳性菌的为23；革兰氏阴性菌为45；pH为34之间的为革兰氏染色不稳定性菌）细菌

14、的繁殖方式：细胞主要进行无性繁殖，主要为裂殖，椰油芽殖和孢子生殖。很少细菌也有“性”接合。古细菌的特点：古细菌的形态 细胞很薄，扁平。有精确的方角和垂直的边构成直角几何形态的细胞。 古细菌的细胞结构 大多数古菌的细胞壁不含有二氨基庚二酸和胞壁酸。组合多为脂蛋白，蛋白质为酸性的，脂类是非皂化性甘油二醚的磷脂和糖脂的衍生物。有内含子。 古细菌的代谢 代谢有多样性。在代谢过程中有特殊的辅酶，如绝对厌氧的产甲烷菌有辅酶M、F420、F430等。 古细菌的呼吸类型 多为严格厌氧、兼性厌氧，少数为好氧。古细菌的繁殖 以细胞分裂的方式繁殖，但繁殖速度较慢，进化速度也慢。古细菌的生活习性 大多数生活在极端环境

15、。如：高盐分、极热、极酸和绝对 厌氧的环境中。它有特殊的代谢途径。古菌的分类：产甲烷菌，古生硫酸盐还原菌，极端嗜盐菌，无细胞壁古生菌，极端嗜热硫代谢菌放线菌：是一种由厌氧放线菌引起的慢性化脓性肉芽肿性疾患。其特征：丝状分枝、多核、 单细胞（细胞核之间没有分隔）。菌丝分类：基内菌丝、气生菌丝、孢子丝真核微生物一般特征：细胞核发育完全，具有核仁、核膜；能进行有丝分裂；细胞质中存在线粒体或同时存在叶绿体等细胞器；原生动物的一般特征：形态特征：单细胞，没有细胞壁、大多无色透明；器官分化（运动、感觉、消化、捕食等等）；生命特征和生理功能：具有摄食、营养、呼吸、排泄、生长、繁殖、运动及应激性。原生动物营养

16、类型：纯动物性 (大部分)：“吞食”活细菌、真菌、藻类或有机颗粒植物+动物性 (极少数）：腐生性、寄生性原生动物繁殖：条件适宜，营养充足时通常无性繁殖二分裂(横分裂和纵分裂)、出芽生殖、孢子 当环境条件差时出现有性生殖同配生殖、结合生殖真菌繁殖方式：无性和有性孢子的形式进行繁殖霉菌：是丝状真菌的一个俗称，在营养基质上形成绒毛状、蜘蛛网状或絮状菌丝体的真菌。霉菌喜温湿，陆生性强，有大型子实体，易引起工农业产品变的真菌。霉菌根据菌丝的分布和功能分：1. 营养菌丝体密布在固体营养基质内部(伸入培养基内或匍匐蔓生在培养基表面)，主要执行吸收营养物、排出废物功能的菌丝体。2. 气生菌丝体伸展到培养基上方

17、的空间的菌丝体，能长出长出分生孢子梗和孢子。 3. 繁殖菌丝霉菌的菌落特征：1.呈圆形、绒毛状、絮状、蜘蛛网状。2.长得很快，比其他微生物菌落大。3.菌落疏松，与培养基结合不紧，菌丝粗，分布散。4.可产生不同颜色的色素，分为：水溶性和脂溶性两种。5 .在液体培养基中，霉菌往往长在液面，培养基并不呈现混浊。无性孢子：A. 游动孢子：形成于孢子囊内的并具有鞭毛，能运动的无性孢子。B.厚垣孢子：这类孢子是菌丝部分细胞原生质浓缩变圆，壁加厚形成的，呈球形或纺缍形休眠体。具很厚的壁；可抵抗热、干燥等不良环境。 C.节孢子：由菌丝断裂形成矩形的孢子。菌丝生长到一定 阶段，出现许多横隔膜，然后从横隔膜处断裂

18、，产生很多单个孢子。D.分生孢子：菌丝分枝顶端细胞或菌丝分化来的分生孢 子梗的顶端细胞分割缢缩而成的单个或成簇孢子。E. 孢囊孢子：形成于菌丝顶端的一个特殊的囊状结构-孢子囊，在内部形成众多小孢子，成熟后释放。 有性孢子：1.卵孢子：菌丝分化成不同形的配偶细胞（雄器、藏卵器）结合，形成具双层外壁的孢子。2.接合孢子：由两菌丝生出形态相同或略有不同配子囊接合而成的厚壁、粗糙、黑壳孢子。3.子囊孢子原核微生物与真核微生物的区别：特性原核微生物真核微生物核拟核结构完整核核膜无有核仁无有DNA只有一条DNA链，不和RNA、蛋白质形成染色体不只一条，与RNA及蛋白质形成染色体核糖体游离在细胞质中游离在细

19、胞质中或结合在内质网上分裂方式二分裂，纵裂，横裂有丝分裂为主，减数分裂生殖方式无性生殖有性生殖或无性生殖中间体有无细胞器无有呼吸链在细胞膜上在线粒体中细胞壁肽聚糖，脂多糖几丁质，葡聚糖呼吸类型好氧，厌氧，兼性好氧为主，兼性厌氧运动器官鞭毛，细纤毛，鞭毛，粗细胞大小110m40100m四大类微生物菌落形态特征的比较：六大类营养物质：1.水 功能：是微生物细胞的重要组成成分；维持蛋白质、核酸等生物大分子稳定的天然构象；参与细胞内一系列化学反应；起到溶剂与运输介质的作用;控制细胞内的温度；通过水合作用与脱水作用控制由多亚基组成的结构 2.碳源 功能：构成微生物细胞的含碳物质(碳架) ；供给微生物生长

20、、繁殖及运动所需要的能量3.氮源：是指能被微生物用来构成细胞物质或代谢产物中氮素来源的营养物质。作用：提供微生物合成蛋白质和酶的原料。4.能源：能为微生物的生命活动提供最初能量来源营养物或辐射能5.生长因子：是指那些微生物生长所必需而且需要量很小，但微生物自身不能合成的或合成量不足以满足机体生长需要的有机化合物。6.矿质营养或无机盐： 构成细胞组分； 参与酶的组成、维持酶的活性，酶的激活剤； 调节和维持细胞的渗透压平衡，控制细胞的pH值、氧化还原电位； 供给自养微生物能源。 根据物质跨膜运输过程的特点可分为：单纯扩散：是指杂乱运动的、水溶性的溶质分子通过细胞膜中含水的小孔从高浓度区向低浓度区进

21、行物理扩散的进出细胞的过程。脂溶性物质被磷脂层溶解而进入细胞。特点：a没有载体的协助；b无需能量；c沿浓度梯度扩散，扩散速度慢，与膜内外物质的浓度差成正比；d 物质在扩散过程中没有发生任何反应促进扩散：指利用渗透酶(载体蛋白)将营养物质从细胞膜的外表面运送到内表面并释放的过程。特点：a需要渗透酶；b 不消耗代谢能量；c 沿浓度梯度，运输速率与膜内外物质的浓度差成正比；d 参与运输的物质本身的分子结构不发生变化主动运输：指营养物质从低浓度向高浓度移动且消耗能量的运输方式。特点：a 需要渗透酶，对底物有特异性；b 消耗能量；c 底物进入细胞时，其化学结构没有发生改变；d 可以进行逆浓度运输基团转位

22、：是一种主要存在于厌氧菌和兼性厌氧菌的需要代谢能量的运输方式。特点：a 需要消耗能量；b底物化学结构发生改变(一般呈磷酸化的形式)；c 需载体蛋白，对底物有特异；d逆浓度四种运输营养物质方式的比较：比较项目单纯扩散促进扩散主动运输基团转位特异载体蛋白无有有有运输速度慢快快快物质运输方向由浓至稀由浓至稀由稀至浓由稀至浓胞内外浓度胞外浓度高胞外浓度高胞内浓度高胞内浓度高运输分子无特异性特异性特异性特异性能量消耗不需要不需要需要需要运输后物质的结构不变不变不变改变运送对象举例水、氧糖、硫酸根氨基酸、乳糖糖、嘌呤培养基：指根据各种微生物的营养要求，将水、碳源、氮源、无机盐和生长因子等物质按一定的比例配

23、制而成的，用以培养微生物的基质。培养基的配制原则： 目的明确，即培养基组分应适合微生物的营养特点（细菌：牛肉膏蛋白胨培养基：牛肉膏3 g、蛋白胨10 g、NaCl 5 g 、H2O 1000 ml；放线菌：高氏一号培养基；酵母菌：麦芽汁培养基；霉菌：查氏培养基） 营养协调，即各营养物质的浓度配比要恰当（氮源过多：菌体生长过旺，不利于积累代谢产物；氮源不足：菌体繁殖受到抑制，代谢产物积累）经济节约、原料选择适宜，即营养成分原料应价廉、易得（以粗代精，以氮代朊，以野代家，以纤代糖，以废代好，以烃代粮，以简代繁，以国代进）理化条件适宜，即酸碱度、渗透压、氧化还原电位等要控制适当（细菌与放线菌：pH7

24、7.5；酵母菌和霉菌：pH4.56范围内生长）培养基的种类：1.按组成物质的性质分：合成培养基 指由化学成分完全了解的物质配制而成的培养基。 优点：成分精确，重复性好； 缺点：配制复杂，成本较高。天然培养基 指用化学成分并不十分清楚或化学成分不恒定的天然有机物质配制而成的培养基。 优点：营养丰富，配制方便，成本低； 缺点：成分难以确定，无法应用于精细实验中 半合成培养基 指一类主要用已知化学成分的试剂配制，同时又添加某些未知成分的天然物质制备而成的培养基。 优点：配制方便，成本较低。 2.按物理状态分： 固体培养基 指在液体培养基中加入15-30 g/L(1-2%)的凝固剂，使之成固体状态。

25、应用：分离、鉴定、记数和保存等。 半固体培养基在液体培养基中加入35 g/L(0.3%-0.5%)的凝固剂。 应用：鉴定及观察菌种的运动特征 液体培养基 配制好的培养基中不加凝固剂。 应用：用于大规模工业化生产，实验室微生物的生理、代谢等理论或应用方面的研究。3.按用途、目的分 基础培养基含有一般微生物生长繁殖所需基本营养成分的培养基。 选择培养基用于从混杂的微生物群落中选择性地分离某种或某类微生物而配制的培养基。加富培养基 指用一些特别的物质或成分配制，使样品中数量少的细菌或对营养要求比较苛刻的细菌快速生长的培养基。鉴别培养基 指在培养基中加入某种指示剂，根据代谢产物与指示剂反应结果的不同而

26、区别不同种类的微生物的培养基。划分依据营养类型特点碳源自养型以CO2 为唯一或主要碳源异养型以有机物为碳源能源光能营养型以光为能源化能营养型以有机物氧化释放的化学能为能源电子供体无机营养型以还原性无机物为电子供体有机营养型以有机物为电子供体无机营养微生物(自养微生物）：1、 特点： 酶系统完备，合成有机物的能力强； CO2、CO和CO32是其唯一的碳源； 能利用光能或化学能在细胞内合成复杂的有机物，以构成自身的细胞成分。2、分类：光能自养微生物化能自养微生物有机营养微生物(异养微生物)：1、 特点： 酶系统不完备；只能利用有机碳化合物作为碳素营养和能量来源。2、分类：光能异养微生物 化能异养微

27、生物酶：生物体内合成的，催化生物化学反应并传递电子、原子和化学基团的生物催化剂。 酶的组成：辅助因子(辅酶或辅基)单成分酶酶蛋白 水解酶全 酶酶蛋白 有机物(不含N) 脱氢酶全 酶酶蛋白 有机物(不含N)金属离子 丙酮酸脱氢酶全 酶酶蛋白 金属离子 细胞色素氧化酶酶各组分的功能：酶蛋白：加速生化反应辅基和辅酶：传递电子、原子和基团金属离子：传递电子、作为激活剂辅基和辅酶的区别：辅基与酶蛋白结合较紧，用透析法不能使两者分开；辅酶与酶蛋白结合较松，用透析法可使两者分开。辅助因子主要作用：1.弥补氨基酸基团催化强度的不足，改变并稳定活性中心或改变底物化学键稳定性（底物酶的催化对象）。2.在酶促反应中

28、运输转移电子、原子或某些功能基，如参与氧化还原或运载酰基的作用，协助活性中心基团快速转移。酶促反应速率（酶活性）的影响因素：(1) 酶浓度的影响(2) 底物浓度的影响(3) 温度的影响：各种酶在最适温度范围内，酶活性最强，酶促反应速度最大。在适宜温度范围内，温度每升高10，酶促反应速率可提高12倍，高温时，酶受到破坏，且发生不可逆变性，甚至完全失去活性。低温时，酶的活性降低，但不会失去活性，当温度恢复时，活性即恢复。(4) pH的影响：a. 改变底物与酶的带电状态，影响二者结合；b. 过高、过低pH值都会影响酶的稳定性，使酶受到不可逆破坏。(5) 激活剂的影响：能够对酶起激活作用的物质称为激活

29、剂。如：Fe2+、Cu2+、Br、SO42-、维生素等。某些酶必须在加入激活剂后才会真正表现出催化性能或增强催化性能。(6) 抑制剂的影响：有些物质可减弱、抑制、破坏酶活性，称为抑制剂。如：重金属离子Ag+、Hg2+、CO、H2S等。可分为两种形式：竞争性抑制：抑制剂与底物竞争，从而阻止底物与酶的结合；非竞争性抑制：酶可以同时与底物及抑制剂结合，两者都没有竟争作用 微生物代谢：微生物细胞所进行的化学反应的总和。微生物合成代谢：小分子合成复杂大分子的过程；（同化作用）微生物分解代谢：细胞物质或营养物质降解形成简单产物的过程。（异化作用）能量代谢的中心任务，是生物体如何把外界环境中的多种形式的最初

30、能源转换成对一切生命活动都能使用的通用能源-ATP。这就是产能代谢。（异养微生物利用有机物，自养微生物则利用无机物，通过生物氧化来进行产能代谢） 一 生物氧化：生物氧化就是发生在或细胞内的一切产能性氧化反应的总称异养微生物的生物氧化： 发酵 生物氧化反应 有氧呼吸 呼吸作用 厌氧呼吸1.发酵：是指物质在无外在电子受体时，微生物氧化一些有机物，但有机物仅发生部分氧化，以它的中间产物为最终电子受体，通过底物水平磷酸化产生ATP的过程。工业发酵：利用微生物进行大规模生产的过程，均称发酵。生物体内葡萄糖被降解成丙酮酸的过程称为糖酵解，即EMP过程。糖酵解几乎是所有具有细胞结构的生物所共有的主要代谢途径

31、。糖酵解是发酵的基础，主要有四种途径：EMP途径、HMP途径、ED途径、磷酸解酮酶途径。2.呼吸作用：微生物在降解底物的过程中，将释放出的电子交给NAD（P）+、FAD或FMN等电子载体，再经电子传递系统传给外源电子受体，从而生成水或其它还原型产物并释放出能量的过程。有氧呼吸：以分子氧作为最终电子受体；无氧呼吸：以氧化型化合物作为最终电子受体亚硝化细菌：将氨氧化为亚硝酸并获得能量硝化细菌：将亚硝氧化为硝酸并获得能量 生物固氮： 固氮生物的种类：(1)自生固氮菌：能独立进行固氮的微生物(2)共生固氮菌：与它种生物共生时才能固氮的微生物(3)联合固氮菌：必须生活在植物跟际、叶面或动物肠道等处才能固

32、氮的微生物固氮的必要条件：ATP供应；还原力及其载体；固氮酶；还原底物N2；镁离子；严格的厌氧微环境高等植物光合作用异同点：微生物生长的测定方法：1.测定细胞数目；2.测定微生物生物量细胞数目的测定：1. 测定微生物的总数(直接计数法)： 计数器直接计数；染色涂片计数；比例计数法；比浊法2.测定活菌数(间接计数法)：平板菌落计数；载玻片薄琼脂层培养计数；薄膜过滤计数；液体稀释培养计数 平板计数法：第一步：菌样巧妙稀释（得到不同稀释度（10-x）菌液）第二步：接种平板（各取1ml，均匀涂布于冷固体培养基平板上或与温热液态固体培养基混合冷却）第三步：培养（每一个细菌会生成一个菌落） 一般计数平板的

33、细菌生长菌落数以30300个为宜。第四步：平均计数（细菌数量=数出的菌落数/稀释度）生长曲线分期：细分可分为6个时期即停滞期(适应期)、加速期、对数期、减速期、静止期、衰亡期。生长曲线粗分为四个生长期：停止期或迟缓期；对数生长期或指数期；静止期或稳定期；衰退期或衰亡期微生物的培养：1、分批培养；2、连续培养：1)恒浊连续培养2)恒化连续培养。3、同步培养影响微生物生长繁殖的环境因素：（合适的温度、pH、氧气、渗透压等环境条件）一、温度：影响酶活性，温度变化影响酶促反应速率，最终影响细胞合成；影响细胞膜的流动性，从而影响营养物质的吸收与代谢产物的分泌；影响物质的溶解度，对生长有影响。二、pH：影

34、响膜表面电荷的性质及膜的通透性，进而影响对物质的吸收能力。改变酶活性、酶促反应的速率及代谢途径。环境pH值还影响培养基中营养物质的离子化程度，从而影响营养物质吸收，或有毒物质的毒性。三、氧化还原电位(Eh)；四、溶解氧DO；五、水活度w；六、渗透压：a.等渗溶液，细胞形态与大小不变，生长良好；b.低渗溶液，溶液中水分进入细胞内部，细胞膨胀，严重者破裂；c.高渗溶液，细胞内水分流出，细胞发生质壁分离。七、表面张力不利因子对于微生物的影响：辐射、极端温度、极端pH、重金属离子等辐射：1)紫外辐射对微生物有致死作用2） 电离辐射的影响：低剂量照射，促进微生物生长或引起微生物发生变异；高剂量照射，对微

35、生物有致死作用。灭菌方法：一物理消毒灭菌法：1.热力灭菌法（干热灭菌：焚烧，烧灼，干烤；湿热灭菌：煮沸法，巴氏消毒法，间歇灭菌法，高压蒸汽灭菌法）2.紫外线与射线灭菌法3.滤过除菌二化学消毒法 ：杀菌机制：（1）使菌体蛋白质变性或凝固；（2）干扰细菌的酶系统和代谢；（3）影响细菌胞浆膜的通透性菌种的保藏：目的：对于选育出来的优良性状的菌株进行妥善保藏，使其不受污染、不退化和死亡。保藏原理：根据微生物的生理、生化特性，创造人工条件，如低温、干燥、缺氧、贫乏培养基和添加保护剂等，使微生物处于代谢微弱、缓慢，生长繁殖受抑制的休眠状态。保藏方法：1.定期移植法 将菌种接种于斜面或液体培养基中，待生长成

36、健壮的菌体后，将其置于4冰箱中保藏，每隔一定时间重新移植培养一次。2.干燥法 将菌种接种到适当的载体上，如河沙等，以保藏菌种。3.隔绝空气法 是定期移植的辅助蒸馏水悬浮法 只需将菌种悬浮在无菌蒸馏水中，将容器封好即可。4.综合法 是利用低温、干燥和隔绝空气等几个保藏菌种的重要方法的综合。目前最好的菌种保藏法。遗传变异（看书）土壤是微生物的天然培养基， 是微生物的大本营。1、营养丰富：土壤内有大量的有机和无机物质（动植物的残体、分泌物、排泄物等） 2、pH适中：3.58.5，多为5.58.5；适合于大多数微生物的生长繁殖。 3、渗透压适应：土壤内通常为0.30.6MPa，而在微生物（细菌）体内，

37、G+为2.02.5 MPa，G-为0.50.6 Mpa。所以，土壤是等渗或低渗溶液，有利于微生物吸收水份和营养。4、氧气充足和水分满足：土壤具有团粒结构，有孔隙，可以通气和保持水分。土壤中氧气的含量要少于空气中，一般为78%。5、温度适应：土壤具有较强的保温性，其变化幅度要小于空气。6、有保护层：表面几毫米厚的土壤，可以使下面的微生物免受紫外线的直接照射。 土壤微生物的分布： 1.水平分布不同类型的土壤中所含微生物不同；水平分布取决于碳源 2.垂直分布同一土壤的不同深度，微生物的分布不同；垂直分布与紫外辐射、营养、水、温度等有关土壤中的微生物分布特点：土壤微生物的数量和分布主要受到营养物、含水量、氧、温度、pH等因子的影响，并随土壤类型的不同而有很大变化。微生物的数量也与于土层的深度有关，一般土壤表层微生物最多，随着土层的加深，微生物的数量逐步减少。土壤中的微生物以细菌最多，其次位放线菌和真菌。微生物对土壤的作用：（1）微生物是土壤形成的先驱生物：自养固氮菌固氮，使成土母质间有了氮素成分。（2）为植物生长提供有效氮源：有机态氮向无机氮（氨态氮、硝态氮）的转换土壤修复：土壤生物修复是