1、 環(huán)境工程微生物環(huán)境工程微生物學(xué)：研究與環(huán)境領(lǐng)域（包括環(huán)境工程、給水排水工程）有關(guān)的微生物及其生命活動規(guī)律的科學(xué)。環(huán)境工程微生物研究的主要內(nèi)容：（1）微生物個體形態(tài)、群體形態(tài)；（2）微生物的細胞結(jié)構(gòu)功能、生理特性、生長繁殖、遺傳、變異等；（3）微生物與環(huán)境的關(guān)系，尤其是微生物與污染環(huán)境之間的關(guān)系；（4）微生物對物質(zhì)的轉(zhuǎn)化分解作用，特別是應(yīng)用微生物來處理各種污染物質(zhì)，如廢水、廢氣和固體廢棄物。環(huán)境工程微生物學(xué)的研究任務(wù)：）防止或消除有害微生物；）充分利用有益的微生物資源微生物的定義：微生物是指所有形體微小，用肉眼無法看到，須借助于顯微鏡才能看見的，單細胞或個體結(jié)構(gòu)簡單的多細胞，或無細胞結(jié)構(gòu)的低等

2、生物的統(tǒng)稱。微生物的特點：1、體積小，比表面積大；2、吸收多，轉(zhuǎn)化快，結(jié)構(gòu)簡單；3、生長旺，繁殖速，胃口大，食譜廣；4、適應(yīng)性強，易變異；5、分布廣，種類多微生物發(fā)展的四個時期:1. 初創(chuàng)時期（形態(tài)學(xué)發(fā)展時期）（17世紀下半葉十九世紀中葉）（使用顯微鏡觀察微生物世界的時期)特點：顯微鏡下見到微生物形態(tài)描述，代表人物：羅伯特虎克和列文虎克 列文虎克的貢獻:（）發(fā)現(xiàn)了微生物世界；（）科學(xué)地描述了微生物的形態(tài)并闡述了它們的繁茂性（3） 發(fā)明了顯微鏡2. 奠基時期（生理學(xué)發(fā)展時期）十九世紀下葉 特點：建立了一套獨特研究方法；進入生理學(xué)領(lǐng)域的研究；尋找病原菌，代表人物：巴斯德 巴斯德的貢獻：(1) 發(fā)現(xiàn)

3、并證實發(fā)酵是由微生物引起的；(2) 徹底否定了“自然發(fā)生”學(xué)說；(3) 免疫學(xué)預(yù)防接種（首次制成狂犬疫苗）（4）巴斯德消毒法：6065作短時間加熱處理，殺死有害微生物?？坪盏闹饕暙I：建立了疾病細菌說；首創(chuàng)了細菌染色法；首創(chuàng)了細菌的純培養(yǎng)固體培養(yǎng)基；提出了著名的科赫法則。3. 發(fā)展時期（生物化學(xué)水平）始于二十世紀初4. 成熟時期（分子水平）始于二十世紀五十年代 特點：理論-深入到分子生物學(xué)；實踐-深入到生物工程水平六界系統(tǒng)：非細胞形態(tài)病毒界，原核生物界，真核原生生物界，真菌界，動物界，植物界微生物的分類單位：七個等級：界，門，綱，目，科，屬，種（依次遞?。┪⑸锏拿p名法）：生物的學(xué)名都是

4、用拉丁文書寫，屬名用名詞，第一個字母大寫，種名用形容詞，第一個字母小寫。（如用電腦打印或印刷，應(yīng)該用斜體表示）病毒的特點：無細胞結(jié)構(gòu)，大多數(shù)由蛋白質(zhì)和核酸組成，有的含有類脂質(zhì)、多糖等，僅含有一種類型的核酸DNA或RNA,至今尚未發(fā)現(xiàn)二者兼有的病毒;沒有合成細胞物質(zhì)和繁殖所必備的酶系統(tǒng)，不具獨立的代謝能力;嚴格的活細胞內(nèi)寄生,沒有自身的核糖體,不能生長也不進行二均分裂,必須 依賴宿主細胞進行自身的核酸復(fù)制,形成子代;個體極小,能通過細菌濾器,在電子顯微鏡下才可看見，形態(tài)多樣;對抗生素及磺胺藥物不敏感,對干擾素敏感。-據(jù)以上特點,可以將病毒定義為：病毒是沒有細胞結(jié)構(gòu)、專性活細胞內(nèi)寄生的大分子微生物

5、。病毒的類型：根據(jù)病毒不同的專性宿主，可將病毒分為動物病毒（脊椎動物病毒和無脊椎動物病毒）、植物病毒和微生物病毒；按核酸分類：DNA病毒（單鏈DNA病毒，如細小病毒；雙鏈DNA病毒，如除細小病毒這之外的DNA病毒）；RNA病毒（單鏈RNA病毒，如除呼腸孤病毒組外的RNA病毒；雙鏈RNA病毒，如呼腸孤病毒組）病毒的一般形態(tài)：桿狀，球狀，蝌蚪狀(復(fù)合狀) 動物病毒的形態(tài)有球形，卵圓形，磚形等；植物病毒的形態(tài)有桿狀，絲狀和球狀；噬菌體的形態(tài)有蝌蚪狀和絲狀。病毒的化學(xué)組成：基本化學(xué)組成是核酸和蛋白質(zhì)，個體大的病毒除核酸和蛋白質(zhì)外,還含有脂類和多糖(常以糖脂、糖蛋白方式存在)。1.核酸：一種病毒的毒粒只

6、含有一種核酸：DNA或是RNA；有單鏈DNA（ss DNA）；雙鏈DNA（ds DNA）；單鏈RNA（ss RNA）；雙鏈RNA（ds RNA）；其功能：決定病毒遺傳、變異和對敏感宿主細胞的感染力2.蛋白質(zhì)：有非結(jié)構(gòu)蛋白和結(jié)構(gòu)蛋白（ 殼體蛋白；包膜蛋白；存在于毒粒中的酶)。其功能：構(gòu)成病毒殼體,使病毒有一定大小形態(tài),維持病毒結(jié)構(gòu)；殼體具保護作用 ,使核酸免受酶或其它理化因子的影響；參與病毒感染過程,決定宿主范圍,表現(xiàn)為吸附作用；蛋白質(zhì)也決定病毒的抗原性；蛋白質(zhì)是發(fā)生毒性反應(yīng)的主要成分,對機體或細胞有毒性作用；構(gòu)成了病毒組成中的酶。3.脂質(zhì)：磷脂、脂肪酸、甘油三酸脂和膽固醇等,但主要以磷脂形式存

7、在。其功能：構(gòu)成病毒包膜的骨架；與宿主特異性有關(guān)。病毒是非細胞生物,故單個病毒個體不能稱作“單細胞”,一般稱為病毒粒子(即病毒體)。病毒粒子有時也稱病毒顆粒(virus particle)：是指成熟的、結(jié)構(gòu)完整有侵染力的單個病毒。典型的病毒粒子的形態(tài) 螺旋對稱殼體二十面體對稱殼體復(fù)合對稱結(jié)構(gòu)病毒復(fù)制過程：吸附、侵入、脫殼、復(fù)制、裝配以及釋放5個連續(xù)步驟。脫殼是病毒侵入的必要條件，所謂的脫殼就是病毒的包膜和/或殼體除去而釋放出病毒核酸的過程。脫殼是病毒基因組進行功能表達所必需的感染事件侵入：噬菌體通過水解破壞細胞壁，DNA進入。病毒侵入的方式?jīng)Q定于寄主細胞的性質(zhì)。 復(fù)制(病毒大分子的合成)：細菌

8、自身的DNA被破壞，病毒借助于細菌的合成機構(gòu)，為自己工作，即復(fù)制噬菌體的DNA和其他結(jié)構(gòu)新合成的毒粒結(jié)構(gòu)組分組裝成完整的病毒顆粒，稱做病毒的裝配，亦稱成熟（maturation）或形態(tài)發(fā)生細菌細胞的結(jié)構(gòu)： 一般構(gòu)造：胞壁細，細胞膜，細胞質(zhì)，間體，核區(qū)，內(nèi)含物，核糖體 特殊構(gòu)造：鞭毛，菌毛，芽孢，微莢膜，莢膜，粘液層（糖被）革蘭氏染色：（1）制片，（2）初染（結(jié)晶紫30S），（3）媒染劑（碘液30S），（4）脫色（95%乙醇1020S），（5）復(fù)染（蕃紅30 60S）結(jié)果判斷：菌體呈紫色的為革蘭氏陽性菌（G+），菌體呈紅色的為革蘭氏陰性菌（G-）為什么通過革蘭氏染色G+呈紫色，G-呈紅色：1.細

9、菌等電點有關(guān)：23 pH(G+) pH(G)=45，G+帶的負電荷比G多，結(jié)合力大，用I2KI媒染后，等電點都下降， G+等電點下降的多，與草酸銨結(jié)晶紫結(jié)合的更牢固，對脫色劑的抵抗力更強2.與細菌細胞壁的結(jié)構(gòu)有關(guān)脫色劑-95%乙醇為脂溶劑破壞G-的外膜、肽聚糖層和細胞質(zhì)膜，于是被乙醇溶解的結(jié)晶紫和碘的復(fù)合物從細胞中滲漏出來，當(dāng)再用藩紅復(fù)染時，顯現(xiàn)紅色。但在G+細胞中，乙醇使厚的肽聚糖層脫水，導(dǎo)致孔隙變小，由于結(jié)晶紫和碘的復(fù)合物分子較大，不能通過細胞壁，保持紫色。細菌細胞壁功能：保護細胞免受外力的損傷，保護原生質(zhì)體免受滲透壓引起的破裂作用；維持細菌的形態(tài)；為正常細胞分裂所必需；細胞壁為多孔結(jié)構(gòu)的

10、分子篩，可以阻擋某些分子的進入；細胞壁為鞭毛提供支點，使鞭毛運動；與細菌的抗原性、致病性（如內(nèi)毒素）和對噬菌體的敏感性密切相關(guān)。細胞膜的生理功能：是維持細胞內(nèi)正常滲透壓的屏障；選擇性地控制細胞內(nèi)、外的營養(yǎng)物質(zhì)和代謝產(chǎn)物的運送；含有合成細胞壁和形成橫膈膜組分的酶，合成細胞壁重要基地；膜內(nèi)陷形成中間體，含有細胞色素，參與呼吸作用：膜上含有進行能量代謝的酶系，在細胞質(zhì)膜上進行物質(zhì)代謝和能量代謝，是細胞的產(chǎn)能場所；細胞質(zhì)膜上有鞭毛基粒，是鞭毛基體的著生部位和鞭毛旋轉(zhuǎn)的供能部位有些細菌在細胞壁外面存在被外多糖。如果具有較好結(jié)構(gòu)也不易洗掉，稱為莢膜；如果薄并且容易消失稱為粘液層。成分：一般為多糖，少數(shù)是蛋

11、白質(zhì)或多肽，也有多糖與多肽復(fù)合型?；瘜W(xué)組成：含水率在9098，其他有機組分為多糖或多肽。莢膜的功能：具有莢膜的S-型肺炎鏈球菌毒力強，有助于侵入人體；具有保護功能。免受噬菌體的吞噬；免受干燥影響；當(dāng)缺乏營養(yǎng)時，可作為碳源和能源，有的可作氮源；堆積某些代謝廢物；具有生物吸附作用，在污水生物處理中可將水中的有機物吸附到菌體上。有些細菌由于遺傳特性，細菌按一定的方式互相粘結(jié)在一起，并被一個公共的莢膜包圍形成一定形狀的細菌集團，稱作菌膠團。形狀有：蘑菇形、分支狀、球形等。在污水處理中也有一定的生物吸附功能。某些細菌在其生長發(fā)育后期或遇到不良環(huán)境時，在細胞內(nèi)形成一個圓形或橢圓形、厚壁、含水量極低、抗逆性

12、極強的休眠體，稱為芽孢，偶譯“內(nèi)生孢子”。所有的芽孢都可以抵擋外界不良環(huán)境。它是抵擋外界不良環(huán)境的休眠體。芽孢特點：含水率低，3840（細菌平均含水率在7090。）；芽孢壁厚而致密，分為三層，外層為蛋白質(zhì)性質(zhì)，中層為皮層，由肽聚糖構(gòu)成，內(nèi)層為孢子壁，肽聚糖構(gòu)成；芽孢萌發(fā)時，孢子壁形成細胞壁；含有耐熱性的2，6吡啶二羧酸（芽孢變成細胞時， 2，6吡啶二羧酸消失）；含有耐熱性的酶。菌毛的功能：使菌體附著于寄主細胞表面菌落：細菌在固體培養(yǎng)基上生長發(fā)育，形成以母細胞為中心的一團肉眼可見的，有一定形態(tài)，構(gòu)造等特征的子細胞的集團，稱之為菌落。沒有鞭毛不運動的細菌，特別是球菌，常形成較小、較厚、邊緣較整齊的

13、菌落；有鞭毛的細菌則較大而扁平，邊緣波狀、鋸齒狀等；有莢膜的細菌菌落較大并且表面光滑，而沒有莢膜的則表面較粗糙；具有芽孢的細菌菌落表面常有褶皺并且不透明。細菌菌落具有一些共同的特征：小、濕潤、粘稠、與基質(zhì)結(jié)合松散，易被剝離，質(zhì)地均勻，各部位顏色一致。細菌的培養(yǎng)特征：細菌在液體培養(yǎng)基中的存在形式隨密度不同；在液體培養(yǎng)基表面形成膜（輕）或成絮狀使培養(yǎng)液混濁；產(chǎn)生絮狀沉淀（粘重，如菌膠團、活性污泥）。細菌的理化性質(zhì)：細菌表面帶負電荷，由細菌表面的蛋白質(zhì)（兩性電解質(zhì)）的等電點和外界的pH值所決定（等電點在pH為25；革蘭氏陽性菌的為23；革蘭氏陰性菌為45；pH為34之間的為革蘭氏染色不穩(wěn)定性菌）細菌

14、的繁殖方式：細胞主要進行無性繁殖，主要為裂殖，椰油芽殖和孢子生殖。很少細菌也有“性”接合。古細菌的特點：古細菌的形態(tài) 細胞很薄，扁平。有精確的方角和垂直的邊構(gòu)成直角幾何形態(tài)的細胞。 古細菌的細胞結(jié)構(gòu) 大多數(shù)古菌的細胞壁不含有二氨基庚二酸和胞壁酸。組合多為脂蛋白，蛋白質(zhì)為酸性的，脂類是非皂化性甘油二醚的磷脂和糖脂的衍生物。有內(nèi)含子。 古細菌的代謝 代謝有多樣性。在代謝過程中有特殊的輔酶，如絕對厭氧的產(chǎn)甲烷菌有輔酶M、F420、F430等。 古細菌的呼吸類型 多為嚴格厭氧、兼性厭氧，少數(shù)為好氧。古細菌的繁殖 以細胞分裂的方式繁殖，但繁殖速度較慢，進化速度也慢。古細菌的生活習(xí)性 大多數(shù)生活在極端環(huán)境

15、。如：高鹽分、極熱、極酸和絕對 厭氧的環(huán)境中。它有特殊的代謝途徑。古菌的分類：產(chǎn)甲烷菌，古生硫酸鹽還原菌，極端嗜鹽菌，無細胞壁古生菌，極端嗜熱硫代謝菌放線菌：是一種由厭氧放線菌引起的慢性化膿性肉芽腫性疾患。其特征：絲狀分枝、多核、 單細胞（細胞核之間沒有分隔）。菌絲分類：基內(nèi)菌絲、氣生菌絲、孢子絲真核微生物一般特征：細胞核發(fā)育完全，具有核仁、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；原生動物的一般特征：形態(tài)特征：單細胞，沒有細胞壁、大多無色透明；器官分化（運動、感覺、消化、捕食等等）；生命特征和生理功能：具有攝食、營養(yǎng)、呼吸、排泄、生長、繁殖、運動及應(yīng)激性。原生動物營養(yǎng)

16、類型：純動物性 (大部分)：“吞食”活細菌、真菌、藻類或有機顆粒植物+動物性 (極少數(shù)）：腐生性、寄生性原生動物繁殖：條件適宜，營養(yǎng)充足時通常無性繁殖二分裂(橫分裂和縱分裂)、出芽生殖、孢子 當(dāng)環(huán)境條件差時出現(xiàn)有性生殖同配生殖、結(jié)合生殖真菌繁殖方式：無性和有性孢子的形式進行繁殖霉菌：是絲狀真菌的一個俗稱，在營養(yǎng)基質(zhì)上形成絨毛狀、蜘蛛網(wǎng)狀或絮狀菌絲體的真菌。霉菌喜溫濕，陸生性強，有大型子實體，易引起工農(nóng)業(yè)產(chǎn)品變的真菌。霉菌根據(jù)菌絲的分布和功能分：1. 營養(yǎng)菌絲體密布在固體營養(yǎng)基質(zhì)內(nèi)部(伸入培養(yǎng)基內(nèi)或匍匐蔓生在培養(yǎng)基表面)，主要執(zhí)行吸收營養(yǎng)物、排出廢物功能的菌絲體。2. 氣生菌絲體伸展到培養(yǎng)基上方

17、的空間的菌絲體，能長出長出分生孢子梗和孢子。 3. 繁殖菌絲霉菌的菌落特征：1.呈圓形、絨毛狀、絮狀、蜘蛛網(wǎng)狀。2.長得很快，比其他微生物菌落大。3.菌落疏松，與培養(yǎng)基結(jié)合不緊，菌絲粗，分布散。4.可產(chǎn)生不同顏色的色素，分為：水溶性和脂溶性兩種。5 .在液體培養(yǎng)基中，霉菌往往長在液面，培養(yǎng)基并不呈現(xiàn)混濁。無性孢子：A. 游動孢子：形成于孢子囊內(nèi)的并具有鞭毛，能運動的無性孢子。B.厚垣孢子：這類孢子是菌絲部分細胞原生質(zhì)濃縮變圓，壁加厚形成的，呈球形或紡綞形休眠體。具很厚的壁；可抵抗熱、干燥等不良環(huán)境。 C.節(jié)孢子：由菌絲斷裂形成矩形的孢子。菌絲生長到一定 階段，出現(xiàn)許多橫隔膜，然后從橫隔膜處斷裂

18、，產(chǎn)生很多單個孢子。D.分生孢子：菌絲分枝頂端細胞或菌絲分化來的分生孢 子梗的頂端細胞分割縊縮而成的單個或成簇孢子。E. 孢囊孢子：形成于菌絲頂端的一個特殊的囊狀結(jié)構(gòu)-孢子囊，在內(nèi)部形成眾多小孢子，成熟后釋放。 有性孢子：1.卵孢子：菌絲分化成不同形的配偶細胞（雄器、藏卵器）結(jié)合，形成具雙層外壁的孢子。2.接合孢子：由兩菌絲生出形態(tài)相同或略有不同配子囊接合而成的厚壁、粗糙、黑殼孢子。3.子囊孢子原核微生物與真核微生物的區(qū)別：特性原核微生物真核微生物核擬核結(jié)構(gòu)完整核核膜無有核仁無有DNA只有一條DNA鏈，不和RNA、蛋白質(zhì)形成染色體不只一條，與RNA及蛋白質(zhì)形成染色體核糖體游離在細胞質(zhì)中游離在細

19、胞質(zhì)中或結(jié)合在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上分裂方式二分裂，縱裂，橫裂有絲分裂為主，減數(shù)分裂生殖方式無性生殖有性生殖或無性生殖中間體有無細胞器無有呼吸鏈在細胞膜上在線粒體中細胞壁肽聚糖，脂多糖幾丁質(zhì)，葡聚糖呼吸類型好氧，厭氧，兼性好氧為主，兼性厭氧運動器官鞭毛，細纖毛，鞭毛，粗細胞大小110m40100m四大類微生物菌落形態(tài)特征的比較：六大類營養(yǎng)物質(zhì)：1.水 功能：是微生物細胞的重要組成成分；維持蛋白質(zhì)、核酸等生物大分子穩(wěn)定的天然構(gòu)象；參與細胞內(nèi)一系列化學(xué)反應(yīng)；起到溶劑與運輸介質(zhì)的作用;控制細胞內(nèi)的溫度；通過水合作用與脫水作用控制由多亞基組成的結(jié)構(gòu) 2.碳源 功能：構(gòu)成微生物細胞的含碳物質(zhì)(碳架) ；供給微生物生長

20、、繁殖及運動所需要的能量3.氮源：是指能被微生物用來構(gòu)成細胞物質(zhì)或代謝產(chǎn)物中氮素來源的營養(yǎng)物質(zhì)。作用：提供微生物合成蛋白質(zhì)和酶的原料。4.能源：能為微生物的生命活動提供最初能量來源營養(yǎng)物或輻射能5.生長因子：是指那些微生物生長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滿足機體生長需要的有機化合物。6.礦質(zhì)營養(yǎng)或無機鹽： 構(gòu)成細胞組分； 參與酶的組成、維持酶的活性，酶的激活剤； 調(diào)節(jié)和維持細胞的滲透壓平衡，控制細胞的pH值、氧化還原電位； 供給自養(yǎng)微生物能源。 根據(jù)物質(zhì)跨膜運輸過程的特點可分為：單純擴散：是指雜亂運動的、水溶性的溶質(zhì)分子通過細胞膜中含水的小孔從高濃度區(qū)向低濃度區(qū)進

21、行物理擴散的進出細胞的過程。脂溶性物質(zhì)被磷脂層溶解而進入細胞。特點：a沒有載體的協(xié)助；b無需能量；c沿濃度梯度擴散，擴散速度慢，與膜內(nèi)外物質(zhì)的濃度差成正比；d 物質(zhì)在擴散過程中沒有發(fā)生任何反應(yīng)促進擴散：指利用滲透酶(載體蛋白)將營養(yǎng)物質(zhì)從細胞膜的外表面運送到內(nèi)表面并釋放的過程。特點：a需要滲透酶；b 不消耗代謝能量；c 沿濃度梯度，運輸速率與膜內(nèi)外物質(zhì)的濃度差成正比；d 參與運輸?shù)奈镔|(zhì)本身的分子結(jié)構(gòu)不發(fā)生變化主動運輸：指營養(yǎng)物質(zhì)從低濃度向高濃度移動且消耗能量的運輸方式。特點：a 需要滲透酶，對底物有特異性；b 消耗能量；c 底物進入細胞時，其化學(xué)結(jié)構(gòu)沒有發(fā)生改變；d 可以進行逆濃度運輸基團轉(zhuǎn)位

22、：是一種主要存在于厭氧菌和兼性厭氧菌的需要代謝能量的運輸方式。特點：a 需要消耗能量；b底物化學(xué)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變(一般呈磷酸化的形式)；c 需載體蛋白，對底物有特異；d逆濃度四種運輸營養(yǎng)物質(zhì)方式的比較：比較項目單純擴散促進擴散主動運輸基團轉(zhuǎn)位特異載體蛋白無有有有運輸速度慢快快快物質(zhì)運輸方向由濃至稀由濃至稀由稀至濃由稀至濃胞內(nèi)外濃度胞外濃度高胞外濃度高胞內(nèi)濃度高胞內(nèi)濃度高運輸分子無特異性特異性特異性特異性能量消耗不需要不需要需要需要運輸后物質(zhì)的結(jié)構(gòu)不變不變不變改變運送對象舉例水、氧糖、硫酸根氨基酸、乳糖糖、嘌呤培養(yǎng)基：指根據(jù)各種微生物的營養(yǎng)要求，將水、碳源、氮源、無機鹽和生長因子等物質(zhì)按一定的比例配

23、制而成的，用以培養(yǎng)微生物的基質(zhì)。培養(yǎng)基的配制原則： 目的明確，即培養(yǎng)基組分應(yīng)適合微生物的營養(yǎng)特點（細菌：牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基：牛肉膏3 g、蛋白胨10 g、NaCl 5 g 、H2O 1000 ml；放線菌：高氏一號培養(yǎng)基；酵母菌：麥芽汁培養(yǎng)基；霉菌：查氏培養(yǎng)基） 營養(yǎng)協(xié)調(diào)，即各營養(yǎng)物質(zhì)的濃度配比要恰當(dāng)（氮源過多：菌體生長過旺，不利于積累代謝產(chǎn)物；氮源不足：菌體繁殖受到抑制，代謝產(chǎn)物積累）經(jīng)濟節(jié)約、原料選擇適宜，即營養(yǎng)成分原料應(yīng)價廉、易得（以粗代精，以氮代朊，以野代家，以纖代糖，以廢代好，以烴代糧，以簡代繁，以國代進）理化條件適宜，即酸堿度、滲透壓、氧化還原電位等要控制適當(dāng)（細菌與放線菌：pH7

24、7.5；酵母菌和霉菌：pH4.56范圍內(nèi)生長）培養(yǎng)基的種類：1.按組成物質(zhì)的性質(zhì)分：合成培養(yǎng)基 指由化學(xué)成分完全了解的物質(zhì)配制而成的培養(yǎng)基。 優(yōu)點：成分精確，重復(fù)性好； 缺點：配制復(fù)雜，成本較高。天然培養(yǎng)基 指用化學(xué)成分并不十分清楚或化學(xué)成分不恒定的天然有機物質(zhì)配制而成的培養(yǎng)基。 優(yōu)點：營養(yǎng)豐富，配制方便，成本低； 缺點：成分難以確定，無法應(yīng)用于精細實驗中 半合成培養(yǎng)基 指一類主要用已知化學(xué)成分的試劑配制，同時又添加某些未知成分的天然物質(zhì)制備而成的培養(yǎng)基。 優(yōu)點：配制方便，成本較低。 2.按物理狀態(tài)分： 固體培養(yǎng)基 指在液體培養(yǎng)基中加入15-30 g/L(1-2%)的凝固劑，使之成固體狀態(tài)。

25、應(yīng)用：分離、鑒定、記數(shù)和保存等。 半固體培養(yǎng)基在液體培養(yǎng)基中加入35 g/L(0.3%-0.5%)的凝固劑。 應(yīng)用：鑒定及觀察菌種的運動特征 液體培養(yǎng)基 配制好的培養(yǎng)基中不加凝固劑。 應(yīng)用：用于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，實驗室微生物的生理、代謝等理論或應(yīng)用方面的研究。3.按用途、目的分 基礎(chǔ)培養(yǎng)基含有一般微生物生長繁殖所需基本營養(yǎng)成分的培養(yǎng)基。 選擇培養(yǎng)基用于從混雜的微生物群落中選擇性地分離某種或某類微生物而配制的培養(yǎng)基。加富培養(yǎng)基 指用一些特別的物質(zhì)或成分配制，使樣品中數(shù)量少的細菌或?qū)I養(yǎng)要求比較苛刻的細菌快速生長的培養(yǎng)基。鑒別培養(yǎng)基 指在培養(yǎng)基中加入某種指示劑，根據(jù)代謝產(chǎn)物與指示劑反應(yīng)結(jié)果的不同而

26、區(qū)別不同種類的微生物的培養(yǎng)基。劃分依據(jù)營養(yǎng)類型特點碳源自養(yǎng)型以CO2 為唯一或主要碳源異養(yǎng)型以有機物為碳源能源光能營養(yǎng)型以光為能源化能營養(yǎng)型以有機物氧化釋放的化學(xué)能為能源電子供體無機營養(yǎng)型以還原性無機物為電子供體有機營養(yǎng)型以有機物為電子供體無機營養(yǎng)微生物(自養(yǎng)微生物）：1、 特點： 酶系統(tǒng)完備，合成有機物的能力強； CO2、CO和CO32是其唯一的碳源； 能利用光能或化學(xué)能在細胞內(nèi)合成復(fù)雜的有機物，以構(gòu)成自身的細胞成分。2、分類：光能自養(yǎng)微生物化能自養(yǎng)微生物有機營養(yǎng)微生物(異養(yǎng)微生物)：1、 特點： 酶系統(tǒng)不完備；只能利用有機碳化合物作為碳素營養(yǎng)和能量來源。2、分類：光能異養(yǎng)微生物 化能異養(yǎng)微

27、生物酶：生物體內(nèi)合成的，催化生物化學(xué)反應(yīng)并傳遞電子、原子和化學(xué)基團的生物催化劑。 酶的組成：輔助因子(輔酶或輔基)單成分酶酶蛋白 水解酶全 酶酶蛋白 有機物(不含N) 脫氫酶全 酶酶蛋白 有機物(不含N)金屬離子 丙酮酸脫氫酶全 酶酶蛋白 金屬離子 細胞色素氧化酶酶各組分的功能：酶蛋白：加速生化反應(yīng)輔基和輔酶：傳遞電子、原子和基團金屬離子：傳遞電子、作為激活劑輔基和輔酶的區(qū)別：輔基與酶蛋白結(jié)合較緊，用透析法不能使兩者分開；輔酶與酶蛋白結(jié)合較松，用透析法可使兩者分開。輔助因子主要作用：1.彌補氨基酸基團催化強度的不足，改變并穩(wěn)定活性中心或改變底物化學(xué)鍵穩(wěn)定性（底物酶的催化對象）。2.在酶促反應(yīng)中

28、運輸轉(zhuǎn)移電子、原子或某些功能基，如參與氧化還原或運載?；淖饔茫瑓f(xié)助活性中心基團快速轉(zhuǎn)移。酶促反應(yīng)速率（酶活性）的影響因素：(1) 酶濃度的影響(2) 底物濃度的影響(3) 溫度的影響：各種酶在最適溫度范圍內(nèi)，酶活性最強，酶促反應(yīng)速度最大。在適宜溫度范圍內(nèi)，溫度每升高10，酶促反應(yīng)速率可提高12倍，高溫時，酶受到破壞，且發(fā)生不可逆變性，甚至完全失去活性。低溫時，酶的活性降低，但不會失去活性，當(dāng)溫度恢復(fù)時，活性即恢復(fù)。(4) pH的影響：a. 改變底物與酶的帶電狀態(tài)，影響二者結(jié)合；b. 過高、過低pH值都會影響酶的穩(wěn)定性，使酶受到不可逆破壞。(5) 激活劑的影響：能夠?qū)γ钙鸺せ钭饔玫奈镔|(zhì)稱為激活

29、劑。如：Fe2+、Cu2+、Br、SO42-、維生素等。某些酶必須在加入激活劑后才會真正表現(xiàn)出催化性能或增強催化性能。(6) 抑制劑的影響：有些物質(zhì)可減弱、抑制、破壞酶活性，稱為抑制劑。如：重金屬離子Ag+、Hg2+、CO、H2S等?？煞譃閮煞N形式：競爭性抑制：抑制劑與底物競爭，從而阻止底物與酶的結(jié)合；非競爭性抑制：酶可以同時與底物及抑制劑結(jié)合，兩者都沒有竟爭作用 微生物代謝：微生物細胞所進行的化學(xué)反應(yīng)的總和。微生物合成代謝：小分子合成復(fù)雜大分子的過程；（同化作用）微生物分解代謝：細胞物質(zhì)或營養(yǎng)物質(zhì)降解形成簡單產(chǎn)物的過程。（異化作用）能量代謝的中心任務(wù)，是生物體如何把外界環(huán)境中的多種形式的最初

30、能源轉(zhuǎn)換成對一切生命活動都能使用的通用能源-ATP。這就是產(chǎn)能代謝。（異養(yǎng)微生物利用有機物，自養(yǎng)微生物則利用無機物，通過生物氧化來進行產(chǎn)能代謝） 一 生物氧化：生物氧化就是發(fā)生在或細胞內(nèi)的一切產(chǎn)能性氧化反應(yīng)的總稱異養(yǎng)微生物的生物氧化： 發(fā)酵 生物氧化反應(yīng) 有氧呼吸 呼吸作用 厭氧呼吸1.發(fā)酵：是指物質(zhì)在無外在電子受體時，微生物氧化一些有機物，但有機物僅發(fā)生部分氧化，以它的中間產(chǎn)物為最終電子受體，通過底物水平磷酸化產(chǎn)生ATP的過程。工業(yè)發(fā)酵：利用微生物進行大規(guī)模生產(chǎn)的過程，均稱發(fā)酵。生物體內(nèi)葡萄糖被降解成丙酮酸的過程稱為糖酵解，即EMP過程。糖酵解幾乎是所有具有細胞結(jié)構(gòu)的生物所共有的主要代謝途徑

31、。糖酵解是發(fā)酵的基礎(chǔ)，主要有四種途徑：EMP途徑、HMP途徑、ED途徑、磷酸解酮酶途徑。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。有氧呼吸：以分子氧作為最終電子受體；無氧呼吸：以氧化型化合物作為最終電子受體亞硝化細菌：將氨氧化為亞硝酸并獲得能量硝化細菌：將亞硝氧化為硝酸并獲得能量 生物固氮： 固氮生物的種類：(1)自生固氮菌：能獨立進行固氮的微生物(2)共生固氮菌：與它種生物共生時才能固氮的微生物(3)聯(lián)合固氮菌：必須生活在植物跟際、葉面或動物腸道等處才能固

32、氮的微生物固氮的必要條件：ATP供應(yīng)；還原力及其載體；固氮酶；還原底物N2；鎂離子；嚴格的厭氧微環(huán)境高等植物光合作用異同點：微生物生長的測定方法：1.測定細胞數(shù)目；2.測定微生物生物量細胞數(shù)目的測定：1. 測定微生物的總數(shù)(直接計數(shù)法)： 計數(shù)器直接計數(shù)；染色涂片計數(shù)；比例計數(shù)法；比濁法2.測定活菌數(shù)(間接計數(shù)法)：平板菌落計數(shù)；載玻片薄瓊脂層培養(yǎng)計數(shù)；薄膜過濾計數(shù)；液體稀釋培養(yǎng)計數(shù) 平板計數(shù)法：第一步：菌樣巧妙稀釋（得到不同稀釋度（10-x）菌液）第二步：接種平板（各取1ml，均勻涂布于冷固體培養(yǎng)基平板上或與溫?zé)嵋簯B(tài)固體培養(yǎng)基混合冷卻）第三步：培養(yǎng)（每一個細菌會生成一個菌落） 一般計數(shù)平板的

33、細菌生長菌落數(shù)以30300個為宜。第四步：平均計數(shù)（細菌數(shù)量=數(shù)出的菌落數(shù)/稀釋度）生長曲線分期：細分可分為6個時期即停滯期(適應(yīng)期)、加速期、對數(shù)期、減速期、靜止期、衰亡期。生長曲線粗分為四個生長期：停止期或遲緩期；對數(shù)生長期或指數(shù)期；靜止期或穩(wěn)定期；衰退期或衰亡期微生物的培養(yǎng)：1、分批培養(yǎng)；2、連續(xù)培養(yǎng)：1)恒濁連續(xù)培養(yǎng)2)恒化連續(xù)培養(yǎng)。3、同步培養(yǎng)影響微生物生長繁殖的環(huán)境因素：（合適的溫度、pH、氧氣、滲透壓等環(huán)境條件）一、溫度：影響酶活性，溫度變化影響酶促反應(yīng)速率，最終影響細胞合成；影響細胞膜的流動性，從而影響營養(yǎng)物質(zhì)的吸收與代謝產(chǎn)物的分泌；影響物質(zhì)的溶解度，對生長有影響。二、pH：影

34、響膜表面電荷的性質(zhì)及膜的通透性，進而影響對物質(zhì)的吸收能力。改變酶活性、酶促反應(yīng)的速率及代謝途徑。環(huán)境pH值還影響培養(yǎng)基中營養(yǎng)物質(zhì)的離子化程度，從而影響營養(yǎng)物質(zhì)吸收，或有毒物質(zhì)的毒性。三、氧化還原電位(Eh)；四、溶解氧DO；五、水活度w；六、滲透壓：a.等滲溶液，細胞形態(tài)與大小不變，生長良好；b.低滲溶液，溶液中水分進入細胞內(nèi)部，細胞膨脹，嚴重者破裂；c.高滲溶液，細胞內(nèi)水分流出，細胞發(fā)生質(zhì)壁分離。七、表面張力不利因子對于微生物的影響：輻射、極端溫度、極端pH、重金屬離子等輻射：1)紫外輻射對微生物有致死作用2） 電離輻射的影響：低劑量照射，促進微生物生長或引起微生物發(fā)生變異；高劑量照射，對微

35、生物有致死作用。滅菌方法：一物理消毒滅菌法：1.熱力滅菌法（干熱滅菌：焚燒，燒灼，干烤；濕熱滅菌：煮沸法，巴氏消毒法，間歇滅菌法，高壓蒸汽滅菌法）2.紫外線與射線滅菌法3.濾過除菌二化學(xué)消毒法 ：殺菌機制：（1）使菌體蛋白質(zhì)變性或凝固；（2）干擾細菌的酶系統(tǒng)和代謝；（3）影響細菌胞漿膜的通透性菌種的保藏：目的：對于選育出來的優(yōu)良性狀的菌株進行妥善保藏，使其不受污染、不退化和死亡。保藏原理：根據(jù)微生物的生理、生化特性，創(chuàng)造人工條件，如低溫、干燥、缺氧、貧乏培養(yǎng)基和添加保護劑等，使微生物處于代謝微弱、緩慢，生長繁殖受抑制的休眠狀態(tài)。保藏方法：1.定期移植法 將菌種接種于斜面或液體培養(yǎng)基中，待生長成

36、健壯的菌體后，將其置于4冰箱中保藏，每隔一定時間重新移植培養(yǎng)一次。2.干燥法 將菌種接種到適當(dāng)?shù)妮d體上，如河沙等，以保藏菌種。3.隔絕空氣法 是定期移植的輔助蒸餾水懸浮法 只需將菌種懸浮在無菌蒸餾水中，將容器封好即可。4.綜合法 是利用低溫、干燥和隔絕空氣等幾個保藏菌種的重要方法的綜合。目前最好的菌種保藏法。遺傳變異（看書）土壤是微生物的天然培養(yǎng)基， 是微生物的大本營。1、營養(yǎng)豐富：土壤內(nèi)有大量的有機和無機物質(zhì)（動植物的殘體、分泌物、排泄物等） 2、pH適中：3.58.5，多為5.58.5；適合于大多數(shù)微生物的生長繁殖。 3、滲透壓適應(yīng)：土壤內(nèi)通常為0.30.6MPa，而在微生物（細菌）體內(nèi)，

37、G+為2.02.5 MPa，G-為0.50.6 Mpa。所以，土壤是等滲或低滲溶液，有利于微生物吸收水份和營養(yǎng)。4、氧氣充足和水分滿足：土壤具有團粒結(jié)構(gòu)，有孔隙，可以通氣和保持水分。土壤中氧氣的含量要少于空氣中，一般為78%。5、溫度適應(yīng)：土壤具有較強的保溫性，其變化幅度要小于空氣。6、有保護層：表面幾毫米厚的土壤，可以使下面的微生物免受紫外線的直接照射。 土壤微生物的分布： 1.水平分布不同類型的土壤中所含微生物不同；水平分布取決于碳源 2.垂直分布同一土壤的不同深度，微生物的分布不同；垂直分布與紫外輻射、營養(yǎng)、水、溫度等有關(guān)土壤中的微生物分布特點：土壤微生物的數(shù)量和分布主要受到營養(yǎng)物、含水量、氧、溫度、pH等因子的影響，并隨土壤類型的不同而有很大變化。微生物的數(shù)量也與于土層的深度有關(guān)，一般土壤表層微生物最多，隨著土層的加深，微生物的數(shù)量逐步減少。土壤中的微生物以細菌最多，其次位放線菌和真菌。微生物對土壤的作用：（1）微生物是土壤形成的先驅(qū)生物：自養(yǎng)固氮菌固氮，使成土母質(zhì)間有了氮素成分。（2）為植物生長提供有效氮源：有機態(tài)氮向無機氮（氨態(tài)氮、硝態(tài)氮）的轉(zhuǎn)換土壤修復(fù)：土壤生物修復(fù)是