微生物生理学概论
第一章 微生物生理生化概述
微生物生理生化
• 微生物生理生化是： • 1）研究微生物形态、结构与功能、生长 与繁殖、代谢与调节等基础上， • 2）应用生物化学的方法，从反应机理上 研究微生物的生长、代谢过程中的物质 转化规律、遗传规律与代谢调控方式等 • 3）一门综合学科。
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1.6 微生物类型简述
• 一、古细菌：产甲烷菌、嗜盐菌 • • • • • 细菌 光合细菌 原生动物： 藻类 真菌 • 二、原核微生物：放线菌
微生物生理生化
市政工程专业
建筑工程学院 胡小兵
二0一一年七月
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第一章 第二章
概述 微生物营养 微生物新陈代谢 微生物的生活条件 糖类物质结构与能功 糖代谢 蛋白质化学 核酸化学与代谢 •脂类代谢 物质代谢途径的联系与调控
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主 要 内 容
第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章
第三阶段：20世纪50年代开始，主要特点是研究
生物大分子的结构与功能。生物化学以及物理学、微生物 学、遗传学、细胞学等其他学科的渗透，产生了分子生物 学，成为生物化学的主体。
பைடு நூலகம்
•
蛋白质和核酸是两类主要的生物大分子，它们的研究 在50年代取得了重大进展。
• 1）DNA 双螺旋模型的提出打开了生物遗传奥秘的大门。 完满地解释了DNA的自我复制，在后来的发展中又阐明了 转录与转译的机理，提出了中心法则并破译出遗传密码。 • 2）1973年重组DNA获得成功，从此开创了基因工程。自 1977年以后，用这一技术先后成功地制造了生长激素释放 抑制激素、胰岛素、干扰素、生长激素等。
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1.5 生物化学的发展简史
• Emil Fischer 首次证明蛋白质是多肽，提出来并验证酶 的“锁-匙”学说，合成糖化酶与嘌呤，1902年获诺贝 尔奖, 成为生物化学的创始人。 • 1903年提出Biochemistry，生物化学才成为一门独立的 学科，在此之前，分别由有机化学和生理学分别研究。 • 随后共有9位在生物化学领域做出贡献的科学家获诺贝 尔奖。 • 2001年Venter( 美国）完成了人类基因组的草图测序。 • 我国生物化学的开拓者：吴宪教授，1931年提出了 “蛋白质变性概念”。
微生物生理学讲义共13页文档
绪论1.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2.试叙微生物生理学研究中常用的技术与方法。
培养技术染色技术显微观察技术生化技术生物物理技术生物合成技术3. 您对21世纪微生物生理学的展望有哪些认识？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第一章微生物的显微结构和亚显微结构1.试叙原核细胞和真核细胞的区别。
原核生物真核生物核拟核真核核膜—+核仁—+染色体数 1 》1染色体组成ＤＮＡＤＮＡ＋组蛋白细胞分裂二分分裂有丝分裂减数分裂细胞器间体线粒体叶绿体细胞壁组成肽聚糖纤维素几丁质核糖体７０Ｓ８０Ｓ基因重组接合转化转导有性准性过程2.试叙鞭毛的结构与功能。
•鞭毛发源于细胞膜内侧的基粒上细胞壁为鞭毛的运动提供了支撑点。
G+和G-菌中，鞭毛结构有区别。
鞭毛：运动、具有抗原性•细菌的三种运动方式：细菌鞭毛的自由运动粘细菌的滑行运动螺旋体的伸缩运动3.试叙菌毛的结构与功能。
结构：菌毛是由菌毛蛋白组成的，菌毛至少十根以上，一般周生。
功能：粘附，与致病性有关4.试叙细胞壁的结构与功能。
G+ 比G- 细胞壁结构简单，G+细胞壁只有厚厚的一层肽聚糖物质，而G-除有一层薄薄的肽聚糖物质外，在外层还有一层脂质物质合并一起构成细胞壁。
功能：1、机械保护作用，抗渗透压，保持菌体形态；2、内外物质交换的屏障；3、与抗原性、致病性、对噬菌体的敏感性有关。
5.试叙细胞膜的结构与功能。
功能：1、作为细胞内外物质交换的屏障和介质，有选择性；2、能量交换的场所，与呼吸、光合作用3、有关的酶类、电子传递链位于膜上；4、传递信息；5、参与细胞壁的合成。
微生物生理学
微生物生理学简介微生物生理学是研究微生物（包括细菌、真菌、病毒等）在生理上的活动和代谢过程的学科。
微生物在地球上广泛存在，并在各个生态系统中扮演着重要角色。
了解微生物生理学有助于我们理解微生物的生命活动和其与环境之间的相互关系。
本文将从微生物的生长、代谢、运动等方面介绍微生物生理学的基本知识。
微生物的生长微生物的生长是指微生物个体数量的增加。
微生物可以通过两种主要方式进行繁殖：有丝分裂和无丝分裂。
有丝分裂适用于真菌和一些原生动物，通过细胞核的分裂和细胞质的分裂来产生新的个体。
无丝分裂适用于细菌和病毒等微生物，在此过程中，微生物通过复制DNA并将其分配给新形成的细胞来繁殖。
微生物的生长受到一系列因素的影响，包括温度、pH值、营养物质和氧气含量等。
不同的微生物对这些环境因素的要求各不相同。
例如，嗜热菌可以在高温环境中生长，而嗜冷菌则适应于低温环境。
微生物的代谢微生物通过代谢产生能量和合成生物分子。
代谢过程可以分为两个主要类型：有氧代谢和厌氧代谢。
有氧代谢是指微生物在氧气存在的情况下进行的代谢过程，产生较多的能量。
厌氧代谢是指微生物在氧气缺乏的条件下进行的代谢过程，产生较少的能量。
微生物通过新陈代谢和合成代谢来维持生理功能。
新陈代谢是指分解有机物质以产生能量的过程，合成代谢是指合成微生物所需的有机物质和细胞组件的过程。
微生物的运动微生物可以有不同的运动方式，包括游动、滑动和极纤毛等。
游动是指微生物利用鞭毛或纤毛等结构在液体中进行活动。
滑动是指微生物利用纤毛或假足等结构在固体表面上移动。
极纤毛是一种很短的纤毛，存在于细菌和某些原生动物中，用于以一种像旋转的方式推动细胞。
微生物的运动与其环境之间的相互作用密切相关。
微生物通过感知环境中的化学物质浓度、光照和温度等刺激来调整自己的运动方式。
这种对环境的感知和反应既可以是积极的，也可以是消极的，有助于微生物适应不同的生态环境。
结论微生物生理学作为一个重要的学科，研究微生物在生理上的活动和代谢过程。
《微生物生理》课件
微生物的生长可以分为潜伏期、指数增长期、平台期和死亡期等不同阶段。
微生物的耐受性和适应能力
温度耐受性 pH耐受性 化学物质耐受性
微生物对不同温度的适应能力，包括耐寒、 耐热和嗜热等特征。
微生物对不同pH值环境的适应能力，如酸 ophilic和碱ophilic微生物。
微生物对化学物质的耐受性，如抗菌药物 和重金属等。
《微生物生理》PPT课件
本课程将介绍微生物生理的基础知识，包括微生物的定义和分类，生理特征， 代谢途径，生长与营养需求，耐受性和适应能力，以及在生物技术和环境中 的应用。
微生物的定义和分类
微生物简介
微生物是肉眼看不见的 生物体，包括细菌、真 菌、病毒和原生动植物。 它们广泛存在于自然界 中。
微生物分类
微生物根据细胞结构、 生活环境和营养特征等 因素进行分类，包括好 氧菌、厌氧菌、盐爱菌、 酸爱菌等。
微生物的重要性
微生物在生态系统中扮 演着重要的角色，参与 物质循环、生物降解和 产生有益物质等过程。
微生物的生理特征
微生物的细胞结构
微生物细胞包括核酸、蛋白 质、脂质和碳水化合物等组 成部分，具有不同的形态和 结构。
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厌氧代谢
厌氧微生物在缺氧的环境下进行代谢，通过发酵、硫酸盐还原等途径获得能量。
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光合代谢
光合微生物利用光能合成有机物质，如植物通过光合作用产生的葡萄糖。
微生物的生长与营养需求
微生物的生长条件
微生物需要适宜的温度、pH值、营养物质和水分等因素来进行生长和繁殖。
微生物的营养需求
微生物需要碳源、氮源、矿物质和生长因子等营养物质来维持正常生长。
微生物的营养摄取方式
微生物可以通过光合作用、 化学合成或异养等方式摄取 营养物质，满足生长和繁殖 的需求。
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。
微生物学讲稿微生物生理.ppt
定义：酶是生物体内合成的一种具有催化性能的 蛋白质，它是生物催化剂。
第一节 酶（续）
根据催化反应的性质将酶分为六大类，在每一大类中又 可分为若干亚类和亚亚类，并采取四位编号的系统。 每种酶都有一个四位数字的号码，每个酶用4个用圆点 隔 开 的 数 字 编 号 ， 编 号 前 冠 以 EC （ Enzyme Commission），其中第一位数代表大类；第二、三位 数分别代表亚类和亚亚类，由前三位数就可确定反应 的性质；第四位数则是酶在该亚亚类中的顺序。例如， L-乳酸:NAD氧化还原酶（乳酸脱氢酶）的四位编号是 EC1.1.1.27。其中第一的1是指氧化还原酶大类；第二 位的1是指该酶作用于底物的CHOH 基，使之脱氢；第 三位的1表明受氢体是NAD+，第四位的27是这个酶的 序号。
A-R+B→A+B-R R可以是氨基、醛基、酮基、磷酸基等。
第一节 酶（续）
（3）水解酶类(大分子有机物水解) A-B+HOH→AOH+BH
（4）裂解酶类（有机物裂解成小分子物质） AB→A+B
（5）异构酶类（同分异构体之间的转化） A→A’
（6）合成酶类（底物的合成反应，需要能量） A+B+nATP→AB+nADP+nPi
第一节 酶（续）
四、酶蛋白的结构 在生物体中的酶蛋白，由20种氨基酸组成: Ala（丙氨酸） Arg（精氨酸） Asn（天门冬酰胺） Asp（天门冬氨酸） Cys（半胱氨酸）Gln（谷氨酰胺) Glu（谷氨酸） Gly（甘氨酸） His（组氨酸） Ile（异亮氨酸）Leu（亮氨酸） Lys（赖氨酸） Met（蛋氨酸） Phe（苯丙氨酸） Pro（脯氨酸） Ser（丝氨酸） Thr（苏氨酸） Trp（色氨酸） Tyr（酪氨酸） Val（缬氨酸）
微生物学概论pdf
微生物学专业（理学硕士、博士） 微生物功能蛋白 植物病理学专业（农学硕士、博士） 植物病原物相互作用 分子植物病理学微生物学是生命科学中一门极其活跃、生命力强 大的学科，既是基础学科又是应用学科。
微生物学的 发展，促进了生命的自我复制、生命进化，生命分子 构成等重大理论研究。
生命科学的许多重大研究成果 都是以微生物为研究材料的。
由于微生物学的许多重 大发现，包括质粒载体、限制性内切酶、连接酶、反 转录酶等，才导致了DNA 重组技术和遗传工程的出 现，使整个生命科学翻开了新的一页。
微生物学在生 命科学中占有重要地位，对整个生命科学的发展做出 了巨大贡献，在生命科学的发展中起着先锋和奠基的 双重作用。
本课程为植物保护专业微生物方向的专业必 修课。
通过学习微生物的形态结构、生理生化、 生长繁殖、遗传变异、生态分布、传染免疫、分 类鉴定以及微生物与其他生物的相互关系及其多 样性，以及在工、农、医等方面的应用，使学生 牢固掌握微生物学的基本理论、基础知识和基本 技能，了解微生物的基本特征及其生命活动规 律，培养学生的实践能力和创新精神，为学生今 后的学习及工作实践打下宽厚的基础。
微生物学的教学环节主要采用课堂讲 授方式授课，辅以辅导答疑和考试。
同时 开设实验课，使学生掌握微生物学的基本 实 验 技 术 。
做 到 课 堂 讲 授 与 实 验 操作 并 重，以保证教学质量。
总学时：88； 授课：58； 实验：30 教 材： 李阜棣，胡正嘉《微生物学》（第六版） 中国农业出版社 参 考 书： 周德庆《微生物学》（第二版）1绪论 原核微生物 真核微生物 病毒 微生物营养 微生物营养、代谢 微生物生长 微生物遗传与变异 微生物遗传与变异 微生物生态、应用 微生物传染与免疫 微生物进化、分类鉴定4 8 6 8 2 4 4 4 2 8 4 2王振中 卓侃 王新荣 阮小蕾 王新荣 王新荣 王新荣 王新荣 王新荣 王新荣 王新荣 王新荣微生物学是研究微生物生命活动规律的 科学。
《医学微生态学概论》PPT课件
• 正常菌群的生理学作用有哪些？
• 试述微生态失调的分类和诱发因 素。
• 用你学过的微生态知识解释市场 上一些保健生物制品如“三株口 服液”的预防保健作用机制。
– 拮抗共生antagonostic symbiosis
– 偏生amensalism
寄生parasitism
二、正常微生物群及其分布
正常微生物群(normal flora of microbe)
含义：当人体免疫功能正常时, 寄居在人体而对人体无损害的M. 称为正常菌群(正常M.群) 分布Taable12-1
正常菌群成为机会性致病菌的条件 ⒈寄居部位的改变 ⒉免疫功能低下：
宿主的局部或全身性免疫功能 不致病的正常菌群 严重感染
机会性致病菌及其主要特点
•大肠杆菌、克雷伯菌属、铜绿假单胞菌、白 假丝酵母菌等
机会性感染与易感染性宿主
•基础疾病（恶性肿瘤、烧伤等） •医源性因素
考题
双歧杆菌、乳杆 菌、肠球菌
三、正常菌群的生理学作用
（意义）：
⑴拮抗作用（改变pH,生物膜，争夺 营养，抗生素或细菌素）
⑵营养作用:（参与大分子物质代谢， Vitamine 合成)
⑶免疫作用:（刺激SIgA,激活M) ⑷抑癌作用:(降解致癌物质，激活M)
四、人体各部位的微生态系
口腔 食管和胃
肠道 阴道 呼吸道 皮肤
第二节 微生态平衡与失调 平衡 失调 防治
第12章 医学微生态学 概论
第一节 正常微生物群
两种生物在一起不发生任
一、生物种群之间的两种何关生相系物互在影一响起，一方受
–共中生生synmeubtirolsiissm（两两种种或生以物益上在，一益生另起一物，方同影相不处响互受一受任环何境相互）
微生物生理学
微生物生理学微生物生理学，简单来说就是研究微生物的生命活动和代谢规律。
微生物是一类生命活动丰富、功能多样的生物，对各种化合物都有代谢能力，常常作为重要的工业菌来使用。
微生物生理学研究更是应用广泛，如农业、医学、食品、环保等领域。
下面，我们从微生物的代谢入手，探讨一下微生物生理学的一些基本概念和应用。
第一部分微生物代谢微生物代谢是微生物生理学的核心之一。
代谢是生命活动的基本过程，包括有机物的分解与合成，能量的产生与利用等。
在微生物代谢中，可以分为两种类型，即可以在顺应郭中生存的化能型微生物和以化学反应为生存基础的化学型微生物。
1.1 化能型微生物化能型微生物，也叫做碳源化微生物，可以分解有机物质并利用氮气、二氧化碳等化合物产生大量的能量，从而完成其生存过程。
常见的化能型微生物有产酸菌、膜糖体菌等。
这些微生物能够利用糖类、脂肪、蛋白、醇等有机物质产生能量，产生的能量可以用于合成细胞组分或响应外界刺激。
此外，还可以利用无机物质进行能量代谢，例如硫化氢细菌可以利用硫化氢合成ATP。
1.2 化学型微生物化学型微生物，也叫做于外营养物质微生物，不依靠外界有机体大量提供生存必需物质，而是通过化学反应来获得维持基本功能的能量和生物分子。
最典型的例子是大多数甲烷杆菌，它们不依赖于外部有机体大量提供生命必需物质，而是利用甲烷和碳酸盐进行代谢反应，获得能量和所需化合物质。
与化能型微生物不同的是，化学型微生物更多的是通过化学反应来维持生命活动和代谢。
第二部分微生物生理学的应用微生物生理学的应用十分广泛，从食品工业到医学领域，都可以利用到微生物生理学知识。
下面，我们重点介绍其中几个应用。
2.1 食品工业微生物在食品工业中起着极其重要的作用。
酸奶、芝士、酱油等食品的生产离不开微生物的应用。
微生物可以发酵，产生酸、酸性物质、酵素、蛋白质等，根据不同的产品需要，制定不同的菌种和发酵条件，从而生产出不同的食品。
2.2 医学领域微生物在医学领域的应用十分广泛。
微生物生理学总结
微⽣物⽣理学总结第⼆章微⽣物的结构和功能微⽣物⽣理学：是微⽣物学的分⽀学科，是从⽣理⽣化的⾓度研究微⽣物细胞的形态学结构和功能、新陈代谢、⽣长繁殖等微⽣物⽣命活动规律的学科。
细胞结构⾰兰⽒阳性菌细胞壁：由肽聚糖和磷壁酸组成⾰兰⽒阴性菌细胞壁外壁层：位于肽聚糖层的外部。
类脂A脂多糖: 核⼼多糖o-特异侧链包括: 脂蛋⽩蛋⽩质层: 基质蛋⽩外壁蛋⽩磷脂.内壁层：紧贴胞膜,仅由1-2层肽聚糖分⼦构成,占细胞壁⼲重5— 10%,⽆磷壁酸。
细胞壁的基本⾻架——肽聚糖肽聚糖：是由N—⼄酰胞壁酸（NAM）和N—⼄酰葡糖胺（NAG）以及少数氨基酸短肽链组成的亚单位聚合⽽成的⼤分⼦复合体。
肽聚糖单体：是由NAG 、NAM 、肽尾、肽桥构成。
青霉素（D-丙氨酰-D-丙氨酸的结构类似物，两者互相竞争转肽酶的活性中⼼）:作⽤于肽聚糖肽桥的联结，即抑制肽聚糖的合成，故仅对⽣长着的菌有效，主要是G+菌。
⾰兰⽒染⾊原理：G+ 菌：细胞壁厚，肽聚糖含量⾼，交联度⼤，当⼄醇脱⾊时，肽聚糖因脱⽔⽽孔径缩⼩，故结晶紫-碘复合物被阻留在细胞内，细胞不能被酒精脱⾊，仍呈紫⾊。
G¯菌：肽聚糖层薄，交联松散，⼄醇脱⾊不能使其结构收缩，因其含脂量⾼,⼄醇将脂溶解，缝隙加⼤，结晶紫-碘复合物溶出细胞壁，酒精将细胞脱⾊，细胞⽆⾊，沙黄复染后呈红⾊。
古细菌细胞壁没有肽聚糖、胞壁酸和D-氨基酸，含有假太聚糖⾻架是以β-1，3糖苷键交替连接⽽成，缺壁细菌原⽣质体：⽤青霉素等抗⽣素或者溶菌酶处理G+菌⽽得到的去壁完整的球形体。
原⽣质球：⽤青霉素等抗⽣素或溶菌酶处理G-细菌⽽得到的去壁不完全的近球形体。
L型细菌：某些细菌在特定环境条件下因基因突变⽽产⽣的⽆壁类型。
在⼀定条件下L型细菌能发⽣回复突变⽽恢复为有壁的正常细菌。
⽀原体：在进化过程中天⽣⽆壁的原核微⽣物。
细胞质膜;:要由磷脂双分⼦层和蛋⽩质构成。
细菌细胞与真核细胞的质膜很相似，但不含胆固醇等甾醇细胞质及其内含物细胞质：是在细胞膜内除核区以外的⼀切半透明、胶体状、颗粒状物质的总称。
微生物生理学全套精美课件80
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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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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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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。
从此微生物生理学的研究进入了分子水平，并诞生了生 物化学。此后，这两个学科紧密结合，共同发展。自1900－ 1960 之间，许多重要的代谢途径，都是首先利用微生物作为 研究对象而被阐明，然后在高等生物中得到证实。
性细胞结构过程； 2) 研究微生物形态发生与分化的分子机理； 3) 研究微生物的趋向性（趋化性、趋光性、趋磁
性等）与运动的本质和生命与环境之间的本质 联系等。
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微生物的生产已构成了一项庞大的发酵工业。 为了有效地进行微生物的生产，需要掌握微生物 生理学的知识和技术。 20 世纪 80 年代是生命科 学兴起的时代，今后微生物生理学必将有更广泛 而深入的发展，有待于善于思考和勤于工作的研 究者们去开发。
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总结
第1章 绪 论
1 . 1 微生物生理学研究对象与范围 1 . 2 微生物生理学的发展 1 . 3 微生物生理学研究内容
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第 2 章 微生物的细胞 化学和结构
目录
微生物界是一大群微小的生物，其中包括非细胞形态的类 病毒和病毒，以及具有细胞结构的细菌、真菌、藻类和原生动 物。类病毒和病毒结构简单，不能营独立生活，只有寄生在寄 主的细胞内才能繁殖。
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。
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壁外层，由脂多糖、磷脂和脂蛋白等若干种蛋白质组
成的膜，有时也称为外壁。
5、渗透冲击（osmotic shock）：高渗溶液、酶形 成原生质体或球质体，方法温和，分离细胞器和 酶时常采用此法，实际上是两步：
酶溶壁后，低渗溶液对原生质体破坏。 G+细胞壁成分是肽聚糖，用溶菌酶处理。 G-制备成球质体，细胞壁成分复杂，肽聚糖外有
脂多糖，可采用反复冰冻--融化或 EDTA处理后再 用溶菌酶溶壁。 细菌取对数生长中期制备最合适。
第二章
微生物细胞的结构和功能
原核微生物 真核微生物 原核微生物与 病毒、亚病毒（类病毒、拟病毒、
朊病毒）
微生物
古生菌（Archaea）
原核微生物
细胞型
（Prokarya） 真细菌（Eubacteria）
细菌、放线菌、蓝细菌、 衣原体、支原体、螺旋 体、立克次氏体等
多糖链 短肽交联
(1)肽聚糖 ：肽聚 (peptidoglycan) 糖是由多糖链经 短肽相交联而形 成的网络状分子， 是真细菌细胞壁 特有的成分，构 成细菌细胞壁坚 硬的骨架部分。
原核生物所 特有的已糖
肽聚糖结构
双糖
单位 肽
聚
糖
四肽
单
尾
体
组
成
肽桥
革兰氏阳性菌肽聚糖的结构
溶菌酶作用点
N-乙酰葡糖胺
真核微生物（Eukarya）
真菌（酵母、霉菌等）、
微生物类型不同，
单细胞藻类、
细胞的结构和功能不同。
原生动物等
第一节 原核微生物
原核生物：无核膜，裸露DNA，单细胞
包括真细菌（Eubactera）和古生菌 （Archaea）两大类群。
细菌
蓝细菌
古细菌
原核微生物
支原体
衣原体
立克次氏体
放线菌
细胞结构的研究方法
由四个 氨基酸 分子按L 型与D型 交替方 式连接 而成
表 肽聚糖分子中的四种主要肽桥类型
类型 甲肽尾上连接点
肽桥
乙肽连接点
例
I
第四氨基酸
-CO.NH-直接相连 第三氨基酸 E. coli (G-)
II
第四氨基酸
III
第四氨基酸
IV
第四氨基酸
-(Gly)5 -(肽尾)1~2-D-Lys-
第三氨基酸 S. aureus (G+) 第三氨基酸 M. luteus (G+) 第二氨基酸 C. poinsettiae(G+)
磷壁酸的主要生理功能：
细菌细胞结构
1、通过分子上大量的负电荷浓缩细胞周围的Mg2+，提高 细胞膜上需Mg2+的合成酶的活性；
2、贮藏磷元素；
3、能调节细胞内自溶素(autolysin)的活力，防止细胞因自溶 而死亡。
4、噬菌体的特异性吸附受体； 5、革兰氏阳性细菌特异表面抗原的物质基础；
可作为细菌 分类、鉴定 的依据
昂贵，操作麻烦。
超声波细胞破碎仪
4、超声波法：缺点是在处理过程中细胞不能 同步破碎，有的先破，有的后破。
注意不要在塑料容器内处理细胞悬液，因为 塑料能吸收超声波能量。
以上方法都属机械（物理）破碎，破碎效 率大小为：
X-压榨机＞振荡磨＞French压榨机＞超声波 ＞研磨
微生物对破碎的抗性大小为：
酵母菌＞丝状真菌＞G+球菌＞G+杆菌＞G－ 杆菌＞嗜盐菌＞支原体
单，一般只有肽聚糖（占90%）和磷壁酸（占 10%）组成。
革兰氏阳性细菌和革兰氏阴性细菌细胞壁的构造
G＋` G－细胞壁成分的区别
成分
肽聚糖 磷壁酸 类脂质 蛋白质
占细胞壁干重的%
G＋
G－
含量很高（30-95） 含量很低（5-20） 含量较高（<50） 0
一般无（<2） 0
含量较高（-20） 含量较高
N-乙酰胞壁酸
青霉素作用点
五肽交联桥 五个甘氨酸 四肽侧链 L-丙、D-谷、L-赖、D-丙 聚糖骨架 G：N-乙酰葡萄胺 M：N-乙酰胞壁酸
双糖单位
双糖单位中的β-1,4-糖苷键很容易被溶菌 酶(lysozyme) 所水解,从而引起细菌因肽聚 糖细胞壁的“散架”而死亡。
肽聚糖结构
四肽尾
肽桥
D型氨基酸可保护肽聚糖 免受肽酶的攻击
酵母菌和丝状真菌用蜗牛酶，但原生质体再生能 力差。
藻类用纤维素酶。 放线菌细胞壁成分与G+相似，故也用溶菌酶。
亚细胞结构的分离 通常采用离心法，离心有差速离心和密度梯度离心方法。
一般构造：一般细菌 都有的构造
特殊构造：部分细菌具 有的或一般细菌在特殊 环境下才有的构造
一、细胞壁（Cell wall）
膜磷壁酸（脂磷壁酸）： 跨越肽聚糖层并与细胞膜相交联的称～。
G+菌细胞壁特殊组分
－磷壁酸Teichoic acids
（3）壁醛酸 某些G+在限量磷酸盐的培养基中不能合
成磷壁酸而合成壁醛酸，由糖醛酸和氨基己 糖交替连接形成酸性杂多糖，不含磷酸，但 也是酸性。 枯草芽孢杆菌的壁醛酸成分是： （葡萄糖醛酸-N-乙酰氨基半乳糖）n
6、增强某些致病菌对宿主细胞的粘连、避免被白细胞吞噬 以及抗补体的作用；
2、革兰氏阴性细菌细胞壁结构
特点：肽聚糖层很薄（仅2~3nm），在肽聚 糖层外还有一个外膜，成分较复杂， 整个壁厚度较G+菌薄，机械强度较G+ 菌弱。
（1）外膜 (outer membrane)
G- Cell Wall
是G-细菌细胞壁所特有的结构，位于G-细菌细胞
绝大多数的原核细菌和真核的真菌和藻类的细胞 都有细胞壁，形成细胞的骨架，失去它细胞变为 球形。占细胞干重约10～20%。 细胞壁是分类鉴定的一个重要指标，不同的微生 物细胞壁结构和化学组成不同。
细菌超薄切片电镜照片
（示细胞壁与细胞膜）
1．革兰氏阳性细菌的细胞壁 特点：细胞壁较厚，约（20～80nm），化学组分简
细胞破碎的方法
1、研磨法：最简便的方法，不需要特殊设备，缺点 是破碎细胞的效率不高，丝状真菌常用此法。
2、弹道法：效果好，价格便宜，易操作，平时用来 打碎细胞。
3、压榨法：原理是利用高压破碎细胞。 French压榨机：压细胞悬液，对G-和G+杆菌效果
好，对G+球菌和芽孢差。 X-压榨机：压冰冻细胞，对G+和G-都有效，设备
注： IV型中第3个氨基酸不是二氨基酸，而是高丝氨酸，因此与D-Glu连接
细菌细胞结构
（2）磷壁酸（teichoic acid） 磷壁酸是结合在革兰氏阳性细菌细胞壁上的 一种酸性多糖，是革兰氏阳性细菌所特有的成 分之一。主要分为甘油磷酸或核糖醇磷酸。
壁磷壁酸：
磷壁酸
与肽聚糖分子进行共价结合的称～。