微生物生理学研究对象和范围

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微生物生物技术的研究和应用

微生物生物技术的研究和应用随着科技的不断发展，微生物生物技术也日益受到重视。

微生物生物技术是指利用微生物或其代谢产物进行工业生产或治疗或环境修复等领域的一种生物技术。

这种技术的研究和应用对于人类的健康和环境的保护至关重要。

一、微生物生物技术的研究微生物生物技术的研究包括基础研究和应用研究两个方面。

基础研究主要是研究微生物的生理、代谢和基因组等方面的知识。

应用研究则是将基础研究成果应用到实际生产和环保中。

在基础研究方面，微生物代谢产物的研究是一个重点。

微生物代谢产物包括酶、氨基酸、抗生素、酒精、有机酸等。

这些代谢产物的研究不仅可以为微生物生物技术的应用打下基础，还可以为开发新药物、新型材料等提供借鉴。

另外，微生物基因组的研究也是微生物生物技术研究的重要方面之一。

基因组测序技术的发展使得微生物基因组的研究变得更加深入和精确。

研究微生物基因组可以为微生物生物技术的开发提供理论支持，并开发出更高效、更稳定的工业微生物菌种。

二、微生物生物技术的应用微生物生物技术的应用范围很广，包括工业生产、医疗保健、环境治理等领域。

1. 工业生产微生物生物技术在工业生产中得到了广泛应用。

比如利用微生物产生酶来促进反应速率，利用微生物制造食品和饮料等。

此外，微生物生产抗生素、氨基酸、酒精等代谢产物也是工业生产中的常见应用。

2. 医疗保健微生物生物技术在医疗保健领域的应用主要体现在制造制药原料、生产生物治疗药物、制造诊断试剂等方面。

微生物生产的酶可以被用于医学检测和诊断，如血糖检测、血型测定等。

此外，利用微生物生产抗生素类药物也是现代医疗领域的重要手段。

3. 环境治理微生物生物技术在环境治理中的应用属于新兴的研究方向之一。

常见的应用包括利用微生物降解有机污染物、清除废水中的有毒物质、提高土壤肥力等。

此外，微生物生产的生物表面活性剂（biosurfactants）被证明可以用于石油污染物的清除，这也是环境治理领域的一项重要研究成果。

微生物生理学PPT课件： 0 绪论

发现发现细菌肉汁中长出微生物用密封加热实验否定自然发生牛痘接种术霉菌分类系统化酒精发酵由酵母菌引起微生物引起发酵和腐败细菌引起马铃薯褐变在患炭疽病的家畜中发现炭疽细菌禾谷类锈病由寄生真菌所为乳酸发酵的微生物学原理酵母菌在酒精发酵中的作用澄清自然发生的争论中温灭菌法外科中的消毒原理阿米巴痢疾病原体开始细菌分类记载在锥虫病患者体内分离出锥虫证实空气中存在细菌
（6）“Microbiology”， Lansing M. Prescott ，Donald Klein, John Harley，
McGraw-Hill Higher Education，2000
3、参考杂志(Journals)
“微生物学报”、“微生物学通报”、“微生物学杂志”、 “菌物学报”、“
Pasteur's discoveries were so groundbreaking that in 1888 an international fund was created to fund the Louis Pasteur Institute.
Pasteur worked with the institute until his death.
（4）《Foundations in Microbiology 微生物学基础》第5版/影印版，Kathleen Park Talaro，高等教育出版社，2005
（5）“Brock's Biology of Microorganism 9TH”， Michael T. Madigan John M. Martinko Jack Parker，Prentice Hall，1999
Pasteur, is best known as the father of pasteurization. That‘s the method of heating liquids until germs (病菌) can no longer live in them.

微生物生理学全套精美课件80

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目录
根据细胞中贮存的遗传信息的结构，通常将生物分成为两大类型：原核生物和真核生物。原核生物细胞中的遗传信息虽然和真核生物的相同，都是贮存在 DNA 大分子中，但原核生物的 DNA 却不像真核生物那样为膜包围成为一个明确的细胞核。此外，原核生物细胞中也缺少由膜包围的其他细胞器（如线粒体和叶绿体）和沟通并协调细胞内部生命活动的内质网络。近年来，用新发展核酸测序技术，分析了各类生物的 16SrRNA 序列，提出了被称为第三型生物的古细菌，与真细菌和真核生物并列。
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目录
19世纪中后期
巴斯德、柯赫、维诺格拉德斯基和贝格林克等先驱者们的卓越工作，为微生物生理学奠定了坚实的科学基础。
路易斯•巴斯德（1822-1895）
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目录
巴斯德打破了微生物自然发生说。免疫学和微生物发酵的研究等万面都有伟大的贡献，并揭露出在自然界存在有能在无氧条件下进行生活的微生物，他对酒“病”和蚕病的研究，挽救了当时法国的酿酒业和蚕丝业。他发明的巴斯德灭菌法，一直沿用至今。
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目录
贝格林克利用加富培养的方法，首先自土壤中分离出能固定空气中氮素的好氧固氮菌和蓝细菌（过去称为蓝绿藻）。其后，他又成功地自豆科植物根瘤中分离出根瘤菌（ 1888 ）。维诺格拉德斯基和贝格林克的开创性的工作，不仅推动了微生物生理学的发展，也为土壤微生物学莫定了墓础。
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目录
微生物生理学发展的一个重要转折点是德国布赫纳（ Buchner ）发现了酵母菌的无细胞制剂可将蔗糖转化成酒精。
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目录
1944.细菌的转化作用和转化物质的提纯等，第一次确定了 DNA 是遗传的物质基础。 1947.细菌重组。 1949.噬菌体重组。 1952.细菌转导的相继发现。 1953.Watson和Crick. DNA 分子双螺旋结构的建立。 1955.基因细微结构的分析。 1958.DNA 复制机制。 1964. DNA 和 RNA 的分子杂交等重要成就，为建立分子遗传学打下了坚实的基础。

微生物生理学的研究及应用

微生物生理学的研究及应用微生物是生命系统中极为重要的一环，因为它们在许多过程中发挥着至关重要的作用。

微生物生理学是对这些微生物的生理特征、生长繁殖规律、代谢过程等行为的研究，涉及到一系列的学科，包括微生物学、生物化学、分子生物学等。

近年来，微生物生理学得到了越来越多的关注，因为它具有极大的潜力在医药、生物能源、化工等众多领域中得到应用。

下面从三个方面来论述微生物生理学的研究和应用：一、微生物代谢研究及应用微生物代谢过程是其生长繁殖和能量合成的基础。

通过对微生物生理学的仔细研究，人们可以揭示微生物代谢规律以及其在生态系统中的角色，从而开发出许多应用。

例如，研究葡萄糖和其他多糖在微生物体内的代谢途径，人们可以开发出发酵工艺，使微生物在葡萄糖进料的情况下，合成出更多的生物产物，如酒精、酸、乳酸等。

微生物代谢的研究也对生物能源的发展有着重要的作用。

利用微生物的代谢途径，可以开发出多种能量转化和储存技术。

例如，利用微集成系统，可以将在线电化学传感器与微生物电解池相结合，将有机废水转化为化学能或电能，实现了污水的净化和能源的高效利用。

二、微生物在医药行业中的应用微生物在医药行业中应用广泛。

从古代的发酵制药到现代的微生物发酵、基因重组生产等，微生物学在药学领域发挥着越来越重要的作用。

例如，许多广谱抗菌素和抗真菌感染的药物都是由微生物生产和发现的。

现代微生物学还可以通过合成基因工程技术，建立人类蛋白质表达系统，用于创新药物的研究和开发。

此外，利用微生物的纯化和培养技术，可以大规模生产抗体，具有极大的生物医学价值。

三、微生物在环境保护中的应用微生物在环境保护和恢复中也扮演着重要的角色。

例如，污水处理和污染物去除领域，利用微生物的生长特性和代谢反应，可以高效地去除有害物质。

微生物的一些代谢产物还具有很强的氧化还原能力，能够有效去除水体和土壤中的异味、有毒物质和重金属。

总之，微生物生理学在现代科技领域中具有广泛的应用前景。

微生物生理学实验教案

微生物生理学实验教案一、实验目的1.理解微生物生理学的基本概念和实验方法；2.掌握微生物生理学中常用的生长曲线测量方法；3.学习微生物对环境条件的适应能力和调节机制。

二、实验原理微生物是以细菌和真菌为主的一类微小生物，具有较小的体积和短的倍增时间，因此，可以在短时间内进行生长实验。

微生物生理学主要研究微生物在不同环境条件下的生长和代谢特性，以及其对环境的适应能力和调节机制。

本实验主要通过测量微生物生长曲线来研究微生物生理学。

微生物生长曲线一般具有四个阶段：潜伏期（lag phase）、指数增长期（exponential growth phase）、稳定期（stationary phase）和死亡期（death phase）。

潜伏期为微生物适应新环境的过程；指数增长期为微生物以指数形式增加的阶段；稳定期为微生物生长速率接近于零的阶段；死亡期为微生物数量开始逐渐减少的阶段。

三、实验步骤1.实验前准备：1.1准备培养基：如蛋白胨培养基、营养琼脂培养基等；1.2选择适合的微生物菌株：如大肠杆菌、酵母菌等；1.3准备实验用具：如试管、移液管、显微镜等；1.4清洗实验台和器皿，保持实验环境的洁净；1.5预热培养箱至适当的温度。

2.实验操作：2.1在试管中加入适量的培养基；2.2选择一定浓度的微生物接种到试管中；2.3在不同时间点，取出一定体积的培养液，通过显微镜或光密度计等方法测量微生物数量；2.4记录实验结果，并绘制微生物生长曲线；2.5分析实验结果，讨论微生物生长规律、适应能力和调节机制。

四、实验结果实验结果应以图表的形式呈现，包括微生物生长曲线、对应的时间和微生物数量。

五、实验讨论1.分析实验结果，讨论微生物生长曲线的特点和规律；2.探究不同因素对微生物生长的影响，如温度、pH值、营养物质浓度等；3.讨论微生物对环境条件的适应能力和调节机制。

六、实验安全注意事项1.实验过程中需戴实验手套和口罩，确保个人安全；2.避免将培养液溅入眼睛或皮肤，如有溅入，立即用大量清水冲洗；3.保持实验平台和器皿的清洁，避免交叉污染；4.实验结束后，及时清理实验台和实验器材。

生理学学科分类

生理学学科分类
生理学是生物学的一个主要分支，是研究生物机体的各种生命现象，特别是机体各组成部分的功能及实现其功能的内在机制的一门学科。

根据研究对象的不同，生理学可以分为多个学科分类。

根据研究对象的类型，生理学可以分为植物生理学、动物生理学和微生物生理学。

植物生理学主要研究植物的生命现象和规律，如光合作用、生长和发育等；动物生理学则研究动物，特别是人类的生命现象和规律，如呼吸、循环、神经等；微生物生理学则研究微生物的生长、代谢和繁殖等。

根据研究的具体内容，生理学可以分为细胞生理学、器官生理学、系统生理学和病理生理学等。

细胞生理学主要研究细胞的基本功能和机制，如细胞的物质运输、能量转换和信号转导等；器官生理学则研究各个器官的功能和机制，如心脏、肝脏、肾脏等；系统生理学则研究各个系统的功能和机制，如消化系统、呼吸系统等；病理生理学则研究疾病的发生、发展和转归的机制和规律。

根据研究的方法和手段，生理学可以分为实验生理学、比较生理学和计算生理学等。

实验生理学主要通过实验来研究生物体的功能和机制，是比较生理学和计算生理学的基础；比较生理学则通过比较不同物种、不同种类的生物体的功能和机制，来研究生物体的共性和特性；计算生理学则通过数学模型和计算机模拟来研究生物体的功能和机制。

总之，生理学的学科分类多种多样，不同的分类方式可以揭示生物体不同方面的生命现象和规律。

通过深入研究和探索，可以更好地理解生物体的生命活动，为医学、生物学和其他相关领域的发展和应用提供基础支撑。

人体微生态学

人体微生态学是研究人体内微生物群落的科学领域。

人体内存在着大量微生物，包括细菌、真菌、病毒等微生物体，这些微生物与人类的生理、免疫、代谢等方面密切相关。

以下是人体微生态学的一些重要概念和研究方向：
1. 微生物组：人体内的微生物组指的是人体内部和表面的微生物总体群落，包括皮肤、口腔、肠道、生殖道等部位的微生物。

肠道微生物组尤为重要，对人体免疫、代谢和消化等方面产生深远影响。

2. 微生态平衡：人体微生态平衡是指各个部位的微生物组在一种相对稳定、相互平衡的状态下维持正常生理功能。

微生态平衡的破坏可能导致多种健康问题。

3. 肠道菌群：肠道是人体内最大的微生物生态系统，肠道微生物群对人体的健康和疾病起着关键作用。

肠道菌群参与食物消化、免疫调节、营养吸收等多个方面的生理过程。

4. 免疫系统调节：微生物组与免疫系统之间存在复杂的相互作用。

正常的微生态平衡有助于免疫系统的正常发育和功能，有助于抵御病原体的侵袭。

5. 代谢调控：肠道微生物参与人体代谢过程，包括对食物的分解、吸收和合成。

微生物对宿主代谢的调节影响着能量平衡、脂质代谢等方面。

6. 微生物与疾病：异常的微生态平衡与多种疾病有关，包括肠道炎症性疾病、肠道感染、肥胖症、自身免疫性疾病等。

人体微生态学的研究对于理解人体健康和疾病机制、发展个性化医疗等方面具有重要意义。

随着技术的发展，人们对于微生态学的认识不断深化，微生态学在医学、生物学和健康领域的应用前景也越来越广阔。

微生物学

③适应性强、易变异
微生物对环境条件特别是“极端环境”具有惊人的和极其灵活的适应性，这是高等动植物无法比拟的，诸如抗热性、抗寒性、抗盐性、抗酸性、抗压力等能力。例如：在海洋深处的某些硫细菌可在 250℃-300℃之间生长；嗜盐细菌可在饱和盐水中正常生长繁殖；氧化硫杆菌在PH0.5-2.0（5-10%的硫酸）的酸性环境中生长；脱氮硫杆菌生长的最高 PH 为 10.7 ；有种未定名 (Bacillus.sp.) 的芽孢在琥珀内蜜蜂肠道中已保存了 2500 万年 --4000 万年。以青霉素的产量变异为例， 1943 年每毫升青霉素发酵液中该菌只分泌约 20 单位的青霉素，通过遗传育种和菌种人员的努力，青霉素的发酵水平已超过5-10万单位/ml。
细菌抗药性的产生：
④种类繁多，分布广泛
微生物是无处不有无处不在，在生物圈的每一个角落都有微生物踪迹。如：人体体腔（100-400种，总数约为100万亿），其中数量最多的是（脆弱拟杆菌）。海底（硫细菌，100℃，140个大气压）、高空、土壤深层等到处都有微生物的存在；由于微生物的发现比较迟，加上鉴定微生物种的工作以及划分种的标准等问题较复杂，所以目前确定微生物种数只有10万多种。随着分离、培养方法的改进和研究工作的进一步的深入，将会有更多的微生物被发现。微生物复杂的生物多样性形成了代谢的多样性，从而为人类提供了丰富的资源。
•
①原核生物界：包括细菌、放线菌、蓝绿藻等所有的拟核生物； ②原生生物界：包括具有真核细胞的单细胞生物如大多数藻类和原生动物; ③真菌界（菌物界）：包括酵母菌、霉菌、菌蕈等真菌； ④植物界：包括所有典型的多细胞植物； ⑤动物界：包括所有的多细胞后生动物。我国学者王大耜先生在1977年编著的“细菌分类基础” 中提出：无细胞结构的病毒应看作为一界即病毒界。这样微生物在整个生物分类系统中占有四界，充分显示了微生物在自然界中的重要地位。由此可见，微生物学的研究对象是十分广泛而丰富的。但是在这些研究对象中，最主要的研究对象是细菌。

《医学微生物学》理论教学大纲.doc

《医学微生物学》课程代码：总学时：64学时（其中理论讲授：40学时，实验：20学时）总学分：课程类别：必修开课对象：医学类专业（本科）一、课程性质《医学微生物学》是医学教学基础课程之一，是研究与医学有关的病原微生物的生物学形状、感染与免疫的机理以及特异性诊断和防治的学科。

其基本理论包括细菌学部分、病毒学部分和真菌学部分。

二、教学目的和要求通过本课程的学习，使学生掌握细菌学部分、病毒学部分和真菌学部分的基础理论、基础知识和基本技能，为进一步学习基础医学、临床医学及有关课程和对微生物所致疾病的诊断、预防及治疗奠定基础。

三、有关教学方法和教学手段的原则性建议1、教学中要认真贯彻执行社会主义、爱国主义教育，坚持用辨证唯物论的观点，对学生进行基础理论、基本知识、基本技能的训练，同时要有目的、有重点地介绍本学科国内外研究的动态、方向和新成就，以扩大学生的知识面。

2、要以微生物研究的方法贯穿实验教学全过程，通过操作或演示，使学生了解微生物研究的过去、现在和将来发展的方向，要对学生进行实验结果分析、资料总结方面的训练，以培养独立思考、分析和工作的能力。

四、教学大纲的使用说明1、本大纲的内容是以陆德源主编《医学微生物》（第五版）教材的章节顺序编写，分为细菌学、真菌学和病毒学等三篇，共35章，总学时为64学时，其中理论与实验之比为2:1,实验考核2学时。

2、在授课过程中，教师可根据不同章节内容，采用不同教学方式传授，或以讲授为主、或携领式指导学生自学、或以实验带理论等多种灵活形式进行教学，以调动学生学习的主观能动性。

3、本大纲是我教研室教师在多年教学中共同努力工作的结晶，在大纲编写之际，我们对所有帮助过我们的各位教授（师）表示深切的谢意。

大纲正文五、教学内容及学时分配绪论学时：1学时（讲课1学时）【目的要求】掌握微生物的定义、微生物的种类（包括非细胞型微生物、原核细胞型微生物和真核细胞型微生物等三型八大类）。

掌握医学微生物与人类的关系。

安农大微生物生理学复习

微生物生理学绪论一、微生物生理学的研究对象与范围有哪些？研究对象：微生物生理学是研究微生物的正常功能和现象的科学，也就是研究微生物细胞的结构功能、生长繁殖、营养代谢、形态发生、遗传变异等活动中的生理规律。

研究范围：1.研究微生物细胞的重建方式与一般规律。

2.研究微生物与周围环境之间的关系。

3.研究微生物生理活动与人类的关系。

二、试叙微生物生理学研究中常用的技术与方法。

1.培养技术：微生物的类群众多，且都要求适合于自身的培养环境，因而发展了多种多样的培养技术。

2.染色技术：染色技术构成了以染色反应为基础的细菌细胞化学。

细菌的每一基质都产生一个固定的染色反应，如我们要观察细胞的某一特殊构造，就需经过一特殊的染色。

3.显微观察技术：相差，暗视野，荧光和电子显微镜的观察技术（扫描、透射）。

4.生化技术：对细菌结构及其代谢产物、降解产物、合成产物进行的分离，纯化和分析的技术。

5.生物物理技术：测量细菌的能量和电泳性质时，用凝胶扩散沉降试验、免疫反应、酶活性等。

在免疫反应酶活性方法中，多使用光谱仪、质谱仪、各种层析、标记元素等。

6.生物合成技术：在生物合成中，多使用磁共振和顺磁共振、超速离心、超滤、聚葡聚糖凝胶柱层析、粘度计、旋光仪、比浊计、各种测压技术和分子放射自显影技术等。

三、您对21世纪微生物生理学的展望有哪些认识？吕文虎克（荷兰人，1632-1723）巴斯德（法国人，1822-1895）为微生物生理学奠定了坚实的基础。

柯赫（德国人，1843-1910）21世纪微生物生理学的展望：1.微生物生理学的基础研究继续得到加强。

2.继续从微生物代谢产物中发现新的化合物、新的具有特殊功能的生物催化剂。

3.与其他学科实现更广泛的交叉。

4.在解决人类所面临的许多重大问题中，微生物生理学将发挥重要作用。

四、试叙微生物生理学与其他学科的关系。

微生物生理的内容涉及分子生物学、细胞生物学、生物化学、动植物生理学、遗传学、免疫学以及微生物学等多种学科。

生理学课件.第一章(改)

2013-7-29
（2）1857年，巴斯德发表《关于乳酸发酵的记录》（3）1860年，巴斯德发表关于酒精发酵的论文（4）1861年，巴斯德对丁醇发酵进行研究
（5）1861年末，巴斯德首次涉及兼性厌氧微生物
2013-7-29
（6）对于微生物在元素循环中作用的认识，促进了对微生物生理学的研究
2013-7-29
In fact, both in metabolic engineering and functional genomics there is a move towards analyzing the complete system, and here the approach of systems biology offers great promise. Returning to our introductory definition of microbial physiology it is, however, also clear that the aim of systems biology － to describe at the quantitative level the interaction between all the components in the system-is very similar to that of microbial physiology.
A、1872年科恩指出细菌与真菌为有益微生物 B、1888年贝杰林克发现根瘤菌
C、1889年维诺格拉德斯基发现自养菌
2013-7-29
3、微生物生理学的成熟时期
（1）巴克纳（Büchner）等人的工作 1858年，特劳贝（Traube）与糖发酵有关的可能是酵母菌细胞内特定的蛋白质。 1897年，巴克纳乙醇发酵是一步转换，酿酶。 1900年，纽伯格葡萄糖发酵成乙醇是由许多小步骤完成的，每步都有一个酶。 1900年，威兰（Wieland）生物学氧化作用。

微生物生理学

无活性
PEP
Ⅰ
-Pi
HPr
-Pi
RPr
Pase
有活性
Pyr
Ⅰ
HPr
RPr
-Pi
AC
RPr -Pi
无活性
AC
有活性
乳糖渗透酶与腺苷酸环化酶的协调作用
第四节
代谢产物的分泌
一、氨基酸的分泌
表3-10 乳酸发酵短杆菌细胞内磷脂含量与谷氨酸分泌的关系
干燥菌体内磷脂含量/%
2.0 2.2 3.1 3.6
菌体外L-谷氨酸量 /mg.mL-1
E、在生物素丰富时，培养中途如果添加青霉素、头孢霉素C，可以使谷氨酸生成。青霉素的作用机制与控制生物素、控制油酸或添加表面活性剂以及控制甘油的机制都不同。添加青霉素是抑制细菌细胞壁的后期合成，对细胞壁糖肽生物合成系统起作用。这是因为青霉素取代合成糖肽的底物而和酶的活性中心结合，使网状结构连接不起来，结果形成不完全的细胞壁。没有细胞壁保护的细胞膜由于膜内外的渗透压差，是细胞膜受到机械损伤，失去了作为渗透障碍物的作用，从而使谷氨酸排出。另一种解释是：青霉素虽不能抑制磷脂的合成，但能造成磷脂向胞外分泌。表6-5
如上所述，生物素的作用在于影响细胞膜中的脂肪酸，
而油酸的加入直接增加了合成磷脂所需的不饱和脂肪酸，
所以选育油酸缺陷型就成为了重要的替代手段。当选用油
酸缺陷型时，只要控制油酸的亚适量，就能控制细胞膜的透性，而与生物素的含量无关。
B 、选用甘油缺陷型：试验证明，限量甘油（0.02%）培养，细胞膜的磷脂含量只有非甘油缺陷型菌株的50%。只有甘油的加入量起作用，而与生物素以及油酸的含量无关。这些现象都可以解释一个问题，那就是因为磷脂是由脂肪酸、甘油、磷酸和R（胆碱、乙醇酸、丝氨酸、肌醇）4部分组成，缺少其中的一个都不可能和成，控制其中之一，都可以控制磷脂的含量。图6-4

生理学（physiology）的研究对象和任务

⼀、⽣理学⽣理学（physiology）是⽣物科学中的⼀个分⽀，它以⽣物机体的功能为研究对象。

⽣物机体的功能就是整个⽣物及其各个部分所表现的各种⽣命现象或⽣理作⽤，例如呼吸、消化、循环、肌⾁运动等等。

⽣理学的任务就是要研究这些⽣理功能的发⽣机制、条件以及机体的内外环境中各种变化对这结功能的影响，从⽽掌握各种⽣理变化的规律。

⼆、⽣理学与医学的关系⽣理学的发展与医学的密切联系。

在医疗实践中和对⼈体的⼀般观察中积累了关于⼈体⽣理功能的许多知识，更通过对于⼈体和动物的实验分析研究，进⼀步深⼊探索这些⽣理功能的内在机制和相互关系，逐渐形成关于⼈和动物机体功能的系统性理论科学。

医学中关于疾病问题的理论研究是以⼈体⽣理学的基本理论为基础的；同时，通过医学实践⼜可以检验⽣理学理论是否正确，并不断以新的内容和新的问题丰富⽣理学理论和推动⽣理学研究。

因此，⽣理学是医学的⼀门基础理论科学。

三、⽣理学研究的不同⽔平在研究⽣命现象的机制时，需要从各个不同⽔平提出问题进⾏研究。

根据研究的层次不同，⽣理学研究可以分成三个⽔平。

⼀是关于⽣命现象的细胞和分⼦机制的研究。

⽣理活动的物质基础是⽣物机体，构成机体的最基本结构和功能单位是各种细胞，每⼀器官的功能都与组成该器官的细胞的⽣理特性分不开，例如肌⾁的功能与肌细胞的⽣理特性分不开，腺体的功能与腺细胞的⽣理特性分不开，等等。

然⽽，细胞的⽣理特性⼜决定于构成细胞的各个物质的物理化学特性，尤其是⽣物⼤分⼦的物理化学特性。

例如⼼脏之所以能搏动，是由于肌细胞中含有特殊的蛋⽩质，这些蛋⽩质分⼦具有⼀定的结合排列⽅式，在离⼦浓度的变化和酶的作⽤下排列⽅式发⽣变化，从⽽发⽣收缩或舒张的活动。

因此，对⼼脏功能的功能的研究需要在肌细胞和⽣物⼤分⼦的⽔平上进⾏。

这类研究的对象是细胞和它所含的物质分⼦，可称为细胞和分⼦⽔平的研究。

这⽅⾯的知识称为普遍⽣理学或细胞⽣理学。

⼆是关于机体内各器官和系统的功能的研究。

《微生物生理学》课程教学大纲

GDOU-B-11-213课程简介微生物生理学是研究实验与自然条件下微生物新陈代谢活动的特点与规律的学科, 是生物学中重要的理论教学课程之一。

微生物分布极广泛，其生理活动、新陈代谢独特。

本课程内容较广泛，与普通生理学以及动植物生理学有很大的差异。

本课程系统阐述微生物自身普遍、特殊的生理活动方式与规律，介绍微生物细胞的精细结构、新陈代谢、生物大分子的合成与分解及其调节控制；微生物的生长、繁殖以及影响其生长繁殖的种种因素。

微生物生理学与生产实际密切相关。

各种微生物发酵生产均离不开微生物生理学知识，工业生产也促进了微生物生理学的发展。

随着生物技术的发展，人们利用微生物的生长代谢过程的前体物、中间产物以及终产物，得到有益于人类的生物制品。

课程大纲一、课程的性质与任务：微生物生理学是研究实验与自然条件下微生物新陈代谢活动的特点与规律的学科, 是生物学中重要的理论教学课程之一。

微生物生理学课程主要是系统阐述微生物自身普遍的以及特殊的生理活动方式与规律，介绍微生物细胞的精细结构；细胞的新陈代谢、生物大分子的合成与分解及其调节控制；微生物的生长、繁殖以及影响其生长繁殖的种种因素。

微生物的发育与分化是近些年发展很快的内容之一，本课程将详细地介绍最近的研究进展。

微生物生理学与生产实际密切相关。

各种微生物发酵生产均离不开微生物生理学知识，另一方面工业生产也促进了微生物生理学的发展。

随着生物技术的发展，人们利用微生物的生长代谢过程的前体物、中间产物以及终产物，得到有益于人类与环境的生物制品。

因此，本课程将结合生产实际，较多的介绍相关研究方法和生产技术。

使学生能详细地了解微生物的生理活动特点与规律，掌握微生物生理学的基础理论知识，为今后运用这些知识进一步研究与开发微生物奠定良好的基础。

二、课程的目的与基本要求：本课程将结合生产实际，较多的介绍相关研究方法和生产技术。

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一、氨基酸的分泌
表3-10 乳酸发酵短杆菌细胞内磷脂含量与谷氨酸分泌的关系
干燥菌体内磷脂含量/% 菌体外L-谷氨酸量 /mg.mL-1
2.0
15.
1.9
3.6
1.2
▪ 谷氨酸发酵控制
生物素：作为催化脂肪酸生物合成最初反应的关键酶乙酰CoA的辅酶，参与脂肪酸的生物合成，进而影响磷酯的合成。
A
MR G-6- C P
四、载体物质生理活性调节 1.膜电势调节 2.胞内磷酸糖调节 3.cAMP环化酶与渗透酶的共同调节
RPr Pas e
无活性
PE
Ⅰ
HPr -Pi
RPr
P
Pas 有活性
-Pi
e
Py
Ⅰ
r
HPr
RPr -Pi
无活性
AC
-Pi RPr
有活性 AC
乳糖渗透酶与腺苷酸环化酶的协调作用
第四节代谢产物的分泌
研究运动的本质、形态发生与分化的分子机理及有生物活性细胞结构的过程。
第三章微生物的营养与物质运输
第三节营养物质运输的调节
一、营养物质本身的性质细胞膜的结构决定了不同的物质透过膜的难易程
度有差异，物质的化学特性包括分子量、溶解性、电负性、极性等都影响营养物进入细胞的难易程度。小分子>大分子、脂溶性>水溶性、不带电荷>带电荷物质
4.随着分子生物学的发展，微生物生理学的研究不断地深入到，细胞中的生物化学转化、能量的产生和转换；生物大分子的结构与功能；分子水平上的形态建成、分化及其行为等方面的研究方面。
5.近年来，微生物生理学的研究扩展到了新的或过去不引人注意的微生物类群和可更新能源方面，这使人们对分解纤维素微生物和甲烷产生菌的生理进行深入的考察，并从化能自养菌的研究扩展到利用硫杆菌进行微生物浸矿。
=
=
O
C N NH
BCCP-羧基生物素
素羧
化酶 ATP
HC CH ADP
=
O
生物素羧基H载2C体蛋白C （CH2）4 C NH
（biotin carboxyl carrier proStein HBCCP）
BCCP-羧基生物素在转羧酶作用下，形成丙二酰CoA 丙二酰CoA与乙酰CoA缩合并脱羧，生成丁酰CoA，如此反复进行合成高级脂肪酸，再合成磷脂
第一节微生物生理学研究对象和范围
一、研究对象
微生物生理学（microbial physiology）的研究对象是微生物，它是微生物的一个重要分支，是从生理生化的角度研究微生物细胞的形态结构和功能、新陈代谢、生长繁殖等微生物生命活动规律的学科。
二、微生物生理学的发展过程
1. 19世纪70年代以后，随着人们对酿酒、动植物病害、人类疾病的防治和土壤微生物活动等的研究，微生物生理学逐渐兴盛起来。 1905年，哈登和杨发现磷酸盐对酒精发酵的作用； 1911年，诺伊贝格开始对酒精发酵作系统研究；20世纪30年代，生物化学的进展又推动了人们对微生物代谢的研究。 2. 随后，克勒伊沃和范尼尔等人从比较生物化学的角度，说明了某些微生物的相互关系和生理学问题。 1933年，克勒伊沃建立了摇床培养技术，导致现代化微生物工业深层培养的生理研究和应用。 3.同时，同位素、电子显微镜、超速离心、微量快速生物化学分析以及生物化学突变株等技术的普遍应用，也推动了微生物生理学研究的发展。
当磷酯含量减少到正常时的一半左右时，细胞发生变形，谷氨酸能够从胞内渗出，积累于发酵液中。生物素过量，则发酵过程菌体大量繁殖，不产或少产谷氨酸，代谢产物中乳酸和琥珀酸明显增多。
=
O C
H NH+
H2O
HN NH
BCCP赖氨酸残基
HC CH
O
=
H2C C （CH2）4 C OH
SH CO2
生物
生物素 - 酶O -O C
二、环境条件 1.温度 2.pH 3.代谢和呼吸的抑制剂 4.通透性诱导物与被运输物质的结构类
似物。三、载体物质生物合成调节
在酶Ⅱ的作用下P-HPr将磷酸转移给糖
在酶Ⅰ的作用下HPr被激活
运送机制:是依靠磷酸转移酶系统,即磷酸烯醇式丙酮酸-己糖磷酸转移酶系统.
运送步骤: 1.热稳载体蛋白(HPr)的激活
1.电子显微镜技术 6.层析技术 2.DNA分子铺展技术 7.电泳技术 3.超离心技术 8.电位、电势、极谱技术 4.光谱技术 5.同位素技术
微生物生理学研究内容：
1.生物化学方面研究微生物代谢、产物合成途径、能量转化等；研究一些
特殊类型微生物的生理活动。 2.研究生物大分子结构与功能
阐明微生物遗传信息传递与表达的方式和规律，研究膜结构和功能；极端环境条件下微生物抗性与敏感性的机理及其调节等。 3.研究微生物细胞的重建、形态发生、分化过程与趋向性
6.另外微生物与其他生物之间的共生、寄生关系是人们多年来一直注意的领域，尤其是共生固氧的研究已有较大的进展。能使石油氧化、农药降解和人工合成的高分子物质分解的微生物，也越来越多地成为人们研究的对象。总之，每一新菌属和新现象的发现，都将为微生物生理学研究提供新的对象，开辟新的领域。
第二节微生物生理学研究中常用的技术和方法
生物素不足时，就抑制了不饱和脂肪酸的
生成，从而影响了磷脂的生成，导致磷脂
含量不足，使细胞膜结构不完全，从而提高细胞膜的通透性
怎样克服生物素过量带来的问题
为了控制生物素的数量，除了选用的菌种必须是生物素缺陷型以外，所用的原料（主要是玉米浆）每批都要通过摇床实测后确定加入量。当前还有一些措施可以使用。
酶Ⅱ P-HPr+糖糖-P +HPr
酶Ⅱ是一种结合于细胞膜上的蛋白，它对底物具有特异性选择作用，因此细胞膜上可诱导出一系列与底物分子相应的酶Ⅱ 。
大肠杆菌己糖磷酸运输系统生物合成调节中有两种蛋白在起作用：
1.存在于细胞质中的活化蛋白A；
2.位于细胞膜上的转膜调节蛋白MR。
外膜内
外膜内
MR C A
细胞内高能化合物磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）的磷
酸基团把HPr激活。
酶Ⅰ
PEP+HPr
丙酮酸+P-HPr
HPr是一种低分子量的可溶性蛋白，结合在细胞膜上，具有高能磷酸载体的作用。
2、糖被磷酸化后运入膜内
膜外环境中的糖先与外膜表面的酶Ⅱ结合，再被转运到内膜表面。这时，糖被P-HPr上的磷酸激活，并通过酶Ⅱ的作用将糖-磷酸释放到细胞内。