第一篇：微生物公開(kāi)課教案

師：上新課之前，請(qǐng)同學(xué)們先來(lái)當(dāng)一次小偵探，分析一下這個(gè)小案例。思考、討論到底是誰(shuí)偷了森林之王的遺體？ 生：思考，討論。師：為什么在這樣嚴(yán)密的守衛(wèi)下，森林之王的遺體還是消失了呢？到底是什么東西在神不知鬼不覺(jué)的情況下把他偷走了？（真的是你們所說(shuō)的微生物嗎？）接下來(lái)我們一起走進(jìn)微生物的世界，去探索這個(gè)“小人國(guó)”的奧秘。請(qǐng)同學(xué)們翻開(kāi)課本，閱讀一下52、53頁(yè)的內(nèi)容，自學(xué)完成黑板上老師所列出的問(wèn)題。（5min）

師板書(shū)：

一、定義：小、簡(jiǎn)、低

二、特點(diǎn)：

1、小

2、簡(jiǎn)

3、低

4、多

5、廣

師：好了，閱讀完了沒(méi)有？下面請(qǐng)同學(xué)來(lái)回答下面的問(wèn)題。生舉手并回答讀出課本中對(duì)微生物的定義。

師：很好。但是這樣有點(diǎn)復(fù)雜，我們能用幾個(gè)關(guān)鍵字把這個(gè)定義概括出來(lái)嗎？ 生思考并回答出：小、簡(jiǎn)、低。三個(gè)關(guān)鍵字

師：好，請(qǐng)坐。那又有誰(shuí)能說(shuō)出微生物到底有什么特點(diǎn)呢？ 生根據(jù)概念能回答出三點(diǎn)：小、簡(jiǎn)、低 根據(jù)教師的提示能回答出其他：多和廣。

師：接下來(lái)我們分析一下這些特點(diǎn)，微生物的小體現(xiàn)在哪里？（我們結(jié)合八年級(jí)下冊(cè)細(xì)菌、真菌和病毒的學(xué)習(xí)。思考一下這個(gè)問(wèn)題）生：（大多數(shù)微生物是單細(xì)胞的，例如細(xì)菌，必須借助顯微鏡才能觀察到。而一些沒(méi)有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的病毒必須用電子顯微鏡才能觀察清楚，如天花病毒只有250nm，而1nm=10-6m）師：嗯，很好。通過(guò)這位同學(xué)的回答，其他同學(xué)能領(lǐng)會(huì)到微生物到底有多小了嗎？但也并不是所有的微生物都是微小的，也有些多細(xì)胞的微生物是我們用肉眼可以看到的，例如，使食物發(fā)霉的一些霉菌，還有我們經(jīng)常食用的大型真菌蘑菇。

師：簡(jiǎn)單、低級(jí)又體現(xiàn)在哪里呢？（還是結(jié)合八年級(jí)下冊(cè)的書(shū)一起來(lái)探討學(xué)習(xí)。）

生：大多數(shù)的微生物是單細(xì)胞生物，少數(shù)微生物是多細(xì)胞生物，還有一些沒(méi)有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的微生物。

師：那么單細(xì)胞，多細(xì)胞，無(wú)細(xì)胞結(jié)構(gòu)的微生物分別有哪些？有誰(shuí)能舉例子介紹一下？ 生：?jiǎn)渭?xì)胞微生物有細(xì)菌，放線(xiàn)菌，支原體，立克次氏體，衣原體，藍(lán)藻，以及酵母菌，單細(xì)胞藻類(lèi)等。多細(xì)胞微生物有可重霉菌和大型真菌等。沒(méi)有細(xì)胞的微生物有病毒，類(lèi)病毒和朊病毒等。

師：非常好。請(qǐng)坐。接下來(lái)，讓我們一起來(lái)看一下這些微生物的圖片。（向?qū)W生展示PPT的圖片）

師：多和廣又怎樣體現(xiàn)？

生： 微生物類(lèi)群龐雜，按有無(wú)細(xì)胞結(jié)構(gòu)分為細(xì)胞型和非細(xì)胞型兩類(lèi)。而細(xì)胞型微生物根據(jù)有無(wú)細(xì)胞核分為原核微生物和真核微生物。原核微生物又有細(xì)菌、放線(xiàn)菌、衣原體之類(lèi)的。而真核微生物主要有霉菌、酵母菌等。至于微生物分布廣，例如細(xì)菌，在地球上的任何地方

都能找到它們的蹤跡，如土壤中、巖石上、極地的冰雪中、火山及生物體的表面和內(nèi)部，都有細(xì)菌存在。師：通過(guò)上面對(duì)微生物特點(diǎn)的學(xué)習(xí)，我們知道雖然微生物是個(gè)體微小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的低等生物，但是它們種類(lèi)繁多，并且分布廣泛。為什么那么小，那么簡(jiǎn)單的低等動(dòng)物會(huì)有那么多的種類(lèi)，還能分布在地球的任何地方呢？這跟它們的生活又有哪些聯(lián)系？而微生物又是如何獲得它們生存所需要的營(yíng)養(yǎng)？接下來(lái)我們繼續(xù)學(xué)習(xí)微生物的生活。

微生物的生活

師：綠色植物能夠進(jìn)行光合作用，自己制造有機(jī)物，動(dòng)物自身不能制造有機(jī)物，只能利用外界現(xiàn)有的有機(jī)物。那么微生物又是如何獲得生存所需要的物質(zhì)和能量呢？ 生：（讀出腐生微生物的概念）

師：有點(diǎn)復(fù)雜，能簡(jiǎn)單些用一些關(guān)鍵詞來(lái)表達(dá)嗎？（枯枝落葉、動(dòng)物尸體這些東西都有沒(méi)有生命？）

生：都是沒(méi)有生命的。師：那也就是說(shuō)是死的？ 生：對(duì)。

師：那總結(jié)一下，腐生的微生物是利用和分解沒(méi)有生命的，死的東西來(lái)為自身提供物質(zhì)和能量。所以，它們?cè)谏鷳B(tài)系統(tǒng)中屬于分解者。那有什么作用？ 生：對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)起著不可替代的作用。師：非常好。接下來(lái)看，還有沒(méi)有其他的營(yíng)養(yǎng)方式？ 生：（寄生微生物的概念）

師：一樣用簡(jiǎn)單的關(guān)鍵詞概況一下。生：活的生物體內(nèi)或體表。師：有哪些代表??？

生：所有的病毒，一些細(xì)節(jié)和真菌。師：那它們?cè)谏鷳B(tài)系統(tǒng)中屬于？ 生：消費(fèi)者。

師：所以腐生和寄生的微生物都是異養(yǎng)型微生物。那有沒(méi)有自養(yǎng)的？ 生：有，例如（自養(yǎng)型微生物的概念）師：像藍(lán)藻能利用光能進(jìn)行光合作用，而硝化細(xì)菌和硫細(xì)菌能利用二氧化碳和水合成有機(jī)物。那也就是說(shuō)這些自養(yǎng)的衛(wèi)生跟誰(shuí)一樣？屬于什么？ 生：跟綠色植物一樣，屬于生產(chǎn)者。

師：除了腐生、寄生和自養(yǎng)的微生物還有沒(méi)有其他特殊的營(yíng)養(yǎng)方式的微生物？ 生：有。師：哪些？

生：還有些微生物具有固氮作用，如根瘤菌等。師：那這些細(xì)菌是屬于自養(yǎng)還是異養(yǎng)的？ 生：。。。

師：想想固氮細(xì)菌生活在哪里？從哪里獲得它們生活必需的物質(zhì)和能量？ 生：活的植物體內(nèi)。在植物體內(nèi)獲得物質(zhì)和能量。師：那屬于生產(chǎn)者還是消費(fèi)者，抑或是分解者？ 生：消費(fèi)者。師：非常正確。

微生物的繁殖

師：最后我們來(lái)看一下微生物的繁殖。微生物的數(shù)量多，其中也因?yàn)樗姆敝乘俣群芸臁＠绱竽c桿菌每20~30min就能繁殖一次，那也就是說(shuō)大約24h就能分裂72代。相對(duì)與我們?nèi)祟?lèi)幾十年才繁殖一代，這樣是速度是非?？斓?。下列我們以細(xì)菌為例子來(lái)計(jì)算一下它們是如何繁殖的。

師：細(xì)菌是以分裂的方式來(lái)繁殖，那么一個(gè)細(xì)菌分裂一次之后就變成兩個(gè)，分裂兩次之后就成了四個(gè)，依次類(lèi)推，分裂了n次那就有了2的N次方個(gè)細(xì)菌。請(qǐng)同學(xué)們計(jì)算一下下列的計(jì)算題。

生計(jì)算，得出結(jié)果。師總結(jié)。

第二篇：環(huán)境工程微生物教案

《環(huán)境工程微生物學(xué)》教案

課程名稱(chēng)：主講教師：

環(huán)境工程微生物學(xué)

佘秋生

環(huán)境工程微生物學(xué)緒論

講 授 人: 佘秋生 學(xué) 時(shí)：2 教學(xué)方法: 講授

教學(xué)手段: 板書(shū)、多媒體 教學(xué)目的:

1、認(rèn)識(shí)微生物

2、了解環(huán)境與環(huán)境工程面臨的問(wèn)題、可持續(xù)發(fā)展與微生物

3、了解環(huán)境工程微生物學(xué)的研究對(duì)象與任務(wù)

4、微生物的發(fā)展史

重點(diǎn)難點(diǎn): 建立環(huán)境工程微生物學(xué)的基本認(rèn)識(shí) 教 學(xué) 內(nèi) 容:

第一節(jié)、微生物概述

一、微生物的概念

一類(lèi)形態(tài)微小.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單.單細(xì)胞或多細(xì)胞的低等生物的通稱(chēng).包括病毒、細(xì)菌、真菌、原生動(dòng)物和藻類(lèi)等．其大小用微米(um)表示．

二、微生物的分類(lèi)

為了識(shí)別和研究微生物，各種微生物按其客觀存在的生物屬性及它們的親緣關(guān)系，有次序地分門(mén)別類(lèi)排列成一個(gè)系統(tǒng)，從大到小，按界、門(mén)、綱、目、科、屬、種等分類(lèi)． 種

最小的分類(lèi)單位，具有一定的自然分布區(qū)和一定的生理形態(tài)的生物類(lèi)群，是生物進(jìn)化和自然選擇的產(chǎn)物，同一種中的各個(gè)個(gè)體具有相同的遺傳性狀，而且彼此交配可以產(chǎn)生后代．

三、微生物的命名

命名原則：微生物的命名是采用生物學(xué)中的二名法，即用兩個(gè)拉丁文命名一個(gè)微生物的種． 命名方法：

這個(gè)種的名稱(chēng)是由一個(gè)屬名和一個(gè)種名組成，屬名和種名都用斜體字表示，屬名在前，用拉丁文名詞表示，第一個(gè)字母大寫(xiě)．種名在后，用拉丁文的形容詞表示，第一個(gè)字母小寫(xiě)．

為了避免同物異名或同名異物，在微生物的名稱(chēng)后面綴上命名人的姓． 如果只將細(xì)菌鑒定到屬而沒(méi)有到種，則該細(xì)菌的名稱(chēng)只有屬名，沒(méi)有種名．

四、原核微生物

原核微生物的核很原始，發(fā)育不全，只是ＤＮＡ鏈高度折疊形成的一個(gè)核區(qū)，沒(méi)有核膜，核質(zhì)裸露與細(xì)胞質(zhì)沒(méi)有明顯的界限，稱(chēng)為擬核或似核，也沒(méi)有細(xì)胞器，不進(jìn)行有絲分裂．原核微生物包括細(xì)菌．古菌．放線(xiàn)菌．藍(lán)細(xì)菌．立克次氏體．支原體．衣原體和螺旋體等．

五、真核微生物

真核微生物有發(fā)育完好的細(xì)胞核，核內(nèi)有核仁和染色質(zhì)．有核膜將細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)分開(kāi)，使兩者有明顯的界限．有高度分化的細(xì)胞器，如線(xiàn)粒體．中心體．高爾基氏體．內(nèi)質(zhì)網(wǎng)等．進(jìn)行有絲分裂．包括除藍(lán)藻以外的藻類(lèi)．酵母菌．霉菌．原生動(dòng)物．微型后生動(dòng)物等。

六、微生物的性質(zhì)

（一）體積小、面積大

（二）吸收多、轉(zhuǎn)化快

（三）生長(zhǎng)旺、繁殖快

（四）適應(yīng)強(qiáng)、易變異

（五）分布廣、種類(lèi)多

第二節(jié) 環(huán)境與環(huán)境工程面臨的問(wèn)題、可持續(xù)發(fā)展與微生物

５０億年前，地球是無(wú)氧環(huán)境，由于藍(lán)藻的作用，使地球變?yōu)橛醒醐h(huán)境，才有好氧生物的出現(xiàn)．

隨著人類(lèi)的發(fā)展，社會(huì)的進(jìn)步，環(huán)境污染越來(lái)越嚴(yán)重，已成為各國(guó)關(guān)注的問(wèn)題． 八大公害

可持續(xù)發(fā)展觀念的提出：

１９８７年挪威首相布倫特蘭在其發(fā)表的文章“我們共同的未來(lái)”中提出．其意義是：當(dāng)代人類(lèi)的發(fā)展，應(yīng)該是既滿(mǎn)足當(dāng)代人的需求，又不危及后代人滿(mǎn)足其需求的發(fā)展。

第三節(jié) 環(huán)境工程微生物學(xué)的研究對(duì)象與任務(wù)

環(huán)境工程微生物學(xué)：在微生物學(xué)的基礎(chǔ)上，研究和環(huán)境有關(guān)的微生物學(xué)科。

一、研究對(duì)象

１ 微生物基礎(chǔ)

２ 不同環(huán)境中的微生物及其生態(tài)

３ 衛(wèi)生細(xì)菌學(xué)

４ 物質(zhì)循環(huán)與轉(zhuǎn)化

５ 生物凈化原理

二、研究任務(wù)

１ 充分利用有益微生物資源為人類(lèi)造福；

２ 防止、控制、消除微生物的有害活動(dòng)，化害為益。

第四節(jié) 人類(lèi)對(duì)微生物世界的認(rèn)識(shí)史一、一個(gè)難以認(rèn)識(shí)的微生物世界

個(gè)體過(guò)于微小 2 群體外貌不顯 3 種間雜居混生

形態(tài)與作用后果間很難被人認(rèn)識(shí)

二、微生物學(xué)發(fā)展史

朦朧階段（史前期:公元前8000-公元1676年）形態(tài)描述階段（初創(chuàng)期:公元1676-1860年）

生理水平研究階段（奠基期:公元1861-1897年）生化水平研究階段（發(fā)展期:公元1897-1953年）分子生物學(xué)發(fā)展階段（成熟期:公元1953年以后）

三、微生物學(xué)與其他學(xué)科

微生物與農(nóng)業(yè)

微生物飼料 農(nóng)用抗菌素 生物農(nóng)藥 生物菌肥 2微生物能源 3微生物飼料

菌體蛋白飼料

飼料酵母

維生素飼料

發(fā)酵飼料

青貯飼料 4農(nóng)用抗菌素

某些微生物能夠產(chǎn)生具有抑制或殺死植物病原菌的物質(zhì),該物質(zhì)稱(chēng)農(nóng)用抗菌素。5 生物菌肥

主要是根瘤菌肥即含固氮菌活菌的肥料。6污水處理

高效微生物污水處理技術(shù)，其方法是通過(guò)化學(xué)或輻照的方法篩選出無(wú)毒、無(wú)致病性、“能吃污水”的高效微生物(HEM)、然后投放到污水處理現(xiàn)場(chǎng)，使污水得到凈化。該技術(shù)可用于處理城市污水、釀造廢水、屠宰廢水等各種可生物降解的污水。安全可靠、操作簡(jiǎn)單，處理效率比傳統(tǒng)方法提高50%以上，投資及運(yùn)行費(fèi)用降低20-30%，特別適合經(jīng)費(fèi)短缺的中小城市、鄉(xiāng)村及廠(chǎng)礦使用，并可用于改造老的污水處理設(shè)施，使之重新獲得新生。

四、微生物的作用

微生物與糧食

糧食生產(chǎn)是全人類(lèi)生存中至關(guān)重要的大事。微生物在提高土壤肥力、改進(jìn)作物特性（如構(gòu)建固氮植物）、促進(jìn)糧食增產(chǎn)、防治糧食作物的病蟲(chóng)害、防止糧食霉腐變質(zhì)以及把多余糧食轉(zhuǎn)化為糖、單細(xì)胞蛋白、各種飲料和調(diào)味品等方面，都可大顯身手。2 微生物與能源

（1）把自然界蘊(yùn)藏量極其豐富的纖維素轉(zhuǎn)化成乙醇；

（2）利用產(chǎn)甲烷菌把自然界蘊(yùn)藏量最豐富的可再生資源轉(zhuǎn)化成甲烷；

（3）利用光合細(xì)菌、藍(lán)細(xì)菌或厭氧梭菌等微生物生產(chǎn)“清潔能源”--氫氣；

（4）通過(guò)微生物發(fā)酵產(chǎn)氣或其代謝產(chǎn)物來(lái)提高石油采收率；

（5）研制微生物電池使之實(shí)用化。3 微生物與資源

微生物能將地球上永無(wú)枯竭的纖維素等可再生資源轉(zhuǎn)化成各種化工、輕工和制藥等工業(yè)原料。

傳統(tǒng)的：乙醇、丙醇、丁醇、乙酸、甘油、乳酸、蘋(píng)果酸等；

現(xiàn)代的：水楊酸、烏頭酸、丙烯酸、已二酸、丙烯酸、長(zhǎng)鏈脂肪酸、亞麻酸油和聚羥基丁酸酯（PHB）等；

另外，微生物在金屬礦藏資源的開(kāi)發(fā)和利用上也有獨(dú)特的作用。4 微生物與環(huán)境保護(hù)

利用微生物肥料、微生物殺蟲(chóng)劑或農(nóng)用抗生素來(lái)取代會(huì)造成環(huán)境惡化的各種化學(xué)肥料或化學(xué)農(nóng)藥；

利用微生物生產(chǎn)的PHB（聚羥基丁酸酯）制造易降解的醫(yī)用塑料制品以減少環(huán)境污染；

利用微生物來(lái)凈化生活污水和有毒工業(yè)污水；利用微生物技術(shù)來(lái)監(jiān)察環(huán)境的污染度，如用艾姆氏法檢測(cè)環(huán)境中的“三致”物質(zhì)；

利用EMB培養(yǎng)來(lái)檢查飲水的腸道病原菌等。5 微生物與人類(lèi)健康

防治這類(lèi)疾病的主要手段又是各種微生物產(chǎn)生的藥物：抗生素、干擾素和白細(xì)胞介素等高效藥物紛紛轉(zhuǎn)向由“工程菌”來(lái)生產(chǎn)。

與人類(lèi)生殖、避孕等密切相關(guān)的甾體激素類(lèi)藥物

此外，一大批與人類(lèi)健康、長(zhǎng)壽有關(guān)的生物制品，如疫苗、類(lèi)毒素等均是微生物產(chǎn)品。學(xué)習(xí)本課程的主要參考書(shū)

周德慶.微生物學(xué)教程，北京：高等教育出版社，1993 沈萍主編.微生物學(xué)，北京：高等教育出版社，2000 李建政主編.水處理微生物學(xué),北京:化工出版社,2003年 參考教學(xué)網(wǎng)站（課件）

1.武漢大學(xué)微生物學(xué)教學(xué)網(wǎng)站 2.江南大學(xué)微生物學(xué)教學(xué)網(wǎng)站

3.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)微生物學(xué)微生物教學(xué)網(wǎng)站 4.長(zhǎng)春師范學(xué)院微生物學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程 5.華南師范大學(xué)微生物學(xué)教學(xué)網(wǎng)站 6.安徽科技學(xué)院微生物學(xué)網(wǎng)站 7.江西農(nóng)業(yè)大學(xué)精品課程

8.西北農(nóng)林科技大學(xué)微生物學(xué)教學(xué)網(wǎng)站 9.山東大學(xué)生命科學(xué)院微生物學(xué)教學(xué)網(wǎng)站

第一章 非細(xì)胞結(jié)構(gòu)的超微生物-病毒

講 授 人: 佘秋生 學(xué) 時(shí)：2 教學(xué)方法: 講授

教學(xué)手段: 板書(shū)、多媒體

教學(xué)目的: 了解非細(xì)胞結(jié)構(gòu)的超微生物-病毒的分類(lèi)、形態(tài)、結(jié)構(gòu)、復(fù)制 重點(diǎn)難點(diǎn): 建立與環(huán)境工程微生物學(xué)有關(guān)病毒的基本認(rèn)識(shí) 教 學(xué) 內(nèi) 容:

一、病毒定義

病毒是一類(lèi)超顯微的非細(xì)胞生物，每一種病毒只含有一種核酸；它們只能在活細(xì)胞內(nèi)營(yíng)專(zhuān)性寄生，靠其宿主代謝系統(tǒng)的協(xié)助來(lái)復(fù)制核酸、合成蛋白質(zhì)等組分，然后再進(jìn)行裝配而得以增殖；在離體條件下，它們能以無(wú)生命的化學(xué)大分子狀態(tài)長(zhǎng)期存在并保持其侵染活性。

二、病毒的特點(diǎn)

病毒在寄主細(xì)胞外，不能獨(dú)立地進(jìn)行代謝和繁殖，它們是嚴(yán)格的寄生物，與其它生物相比有明顯不同，具有其本身的特點(diǎn)。形體極其微小，必須在電子顯微鏡下才能觀察，一般都可通過(guò)細(xì)菌濾器。2 沒(méi)有細(xì)胞構(gòu)造，故也稱(chēng)分子生物。3 其主要成分僅有核酸和蛋白質(zhì)兩種。每一種病毒只有一種核酸，不是DNA就是RNA。5 既無(wú)產(chǎn)能酶系也無(wú)蛋白質(zhì)合成系統(tǒng)。6 在宿主細(xì)胞的協(xié)助下，通過(guò)核酸的復(fù)制和核酸蛋白裝配的形式進(jìn)行增殖，不存在個(gè)體的生長(zhǎng)和二分裂法等細(xì)胞繁殖方式。在宿主的活細(xì)胞內(nèi)營(yíng)專(zhuān)性寄生。在離體條件下，能以無(wú)生命的化學(xué)大分子狀態(tài)存在，并可形成結(jié)晶。9 經(jīng)提純的病毒結(jié)晶能保持侵染力。

人類(lèi)傳染病中，約70—80%屬于病毒病，每一種植物至少有一種病毒引起的病害。引起人類(lèi)疾病的病毒相當(dāng)多，如肝炎，膽囊炎，狂犬病，愛(ài)滋病，風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎等，也有多種病毒可以致人癌癥。對(duì)一般抗生素不敏感，但對(duì)干擾素敏感。

迄今，還未發(fā)現(xiàn)一種藥劑或抗菌素對(duì)人、動(dòng)植物體內(nèi)病毒有效的藥物，也沒(méi)有一種藥劑能殺死細(xì)胞體內(nèi)的病毒而又不傷害寄主。經(jīng)提純分離在體外的病毒結(jié)晶，用不少的藥物都可殺死，但寄主細(xì)胞內(nèi)的病毒均不敏感。

三、病毒的分類(lèi) 根據(jù)專(zhuān)性寄主分類(lèi)：

植物病毒、動(dòng)物病毒、細(xì)菌病毒（噬菌體）、放線(xiàn)菌病毒（噬放線(xiàn)菌體）、藻類(lèi)病毒、真菌病毒。

動(dòng)物病毒寄生在人體和動(dòng)物體內(nèi)引起人和動(dòng)物疾?。喝缌餍行愿忻啊⑺?、麻疹、腮腺炎、乙型腦炎、脊髓灰質(zhì)炎、甲型肝炎、乙型肝炎、天花、愛(ài)滋病等。

植物病毒引起植物疾?。簾煵莼ㄈ~病、番茄叢矮病等。

噬菌體寄生在細(xì)菌體內(nèi)引起細(xì)菌疾病。用藍(lán)細(xì)菌噬菌體控制水華。2 根據(jù)核酸分類(lèi)：DNA病毒和RNA病毒。

四、病毒形態(tài)結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成 病毒的大小和形態(tài)

測(cè)量的單位是納米，多數(shù)病毒粒子的直徑在100nm左右。不同病毒大小差別較大。病毒的形態(tài)主要有球形、桿形、磚形等、蝌蚪形等。2 病毒的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)

由于病毒是非細(xì)胞生物，故單個(gè)病毒個(gè)體不能稱(chēng)作“單細(xì)胞”，這樣，就產(chǎn)生了病毒粒子（virion）的名詞。病毒粒子有時(shí)也稱(chēng)病毒顆粒（virus particle），是指成熟的、結(jié)構(gòu)完整的單個(gè)病毒。

病毒粒子的主要成分是核酸和蛋白質(zhì)。核酸位于病毒粒子的中心，構(gòu)成了它的核心（核酸內(nèi)芯）或基因組；蛋白質(zhì)包圍在核心周?chē)?，?gòu)成了病毒粒子的衣殼。

衣殼是病毒粒子的主要支架結(jié)構(gòu)和抗原成分，對(duì)核酸有保護(hù)作用。衣殼是由許多在電鏡下可辨別的形態(tài)學(xué)亞單位——衣殼粒所構(gòu)成。

核心和衣殼合在一起稱(chēng)為核衣殼，它是任何病毒（真病毒）所必須具備的基本結(jié)構(gòu)。有些較復(fù)雜的病毒，在其核衣殼外還被一層由類(lèi)脂或脂蛋白組成的被膜包裹著。有時(shí)，被膜上還長(zhǎng)有刺突等附屬物。

病毒蛋白質(zhì)的功能：保護(hù)病毒使其免受環(huán)境因素的影響；決定病毒感染的特異性；使病毒與敏感細(xì)胞表面特定部位有特異親和力，病毒可牢固的附著在敏感細(xì)胞上；病毒蛋白質(zhì)還有致病性、毒力和抗原性。

動(dòng)植物病毒核酸類(lèi)型：dsDNA，ssDNA，dsRNA，ss RNA。病毒核酸含量占1-5%不等，如感冒病毒核酸占1%，蛋白質(zhì)占99%。TMV核酸占5%，蛋白質(zhì)占95%。核酸可用物理、化學(xué)方法分離出來(lái)，分離出的核酸仍具有侵染力。

病毒核酸的功能：決定病毒遺傳、變異和對(duì)敏感宿主細(xì)胞的感染力。由于衣殼粒的排列組合不同，使病毒有三種對(duì)稱(chēng)性構(gòu)型。立體對(duì)稱(chēng)型（主要是20面體）；螺旋對(duì)稱(chēng)型；復(fù)合對(duì)稱(chēng)型。

五、病毒的繁殖 以噬菌體為例。有如下四步：吸附、侵入、復(fù)制、聚集和釋放。

（1）吸附：是噬菌體與細(xì)菌表面受體發(fā)生特異性結(jié)合的過(guò)程，其特異性取決于噬菌體蛋白與宿主菌表面受體分子結(jié)構(gòu)的互補(bǔ)性。

（2）侵入：噬菌體吸附在細(xì)菌細(xì)胞壁的受體上以后，核酸注入細(xì)菌細(xì)胞中，蛋白質(zhì)殼體留在外面。從吸附到侵入，時(shí)間間隔很短，只有幾秒到幾分鐘。

（3）核酸復(fù)制：噬菌體核酸進(jìn)入寄主細(xì)胞后，操縱寄主細(xì)胞的代謝機(jī)能，大量復(fù)制噬菌體核酸，但不形成帶殼體的粒子，稱(chēng)為潛育期。

（4）聚集和釋放：寄主細(xì)胞合成噬菌體殼體形成完整的噬菌體粒子。噬菌體粒子成熟，引起寄主細(xì)胞的裂解釋放出病毒粒子。隨種類(lèi)不同，一個(gè)寄主細(xì)胞釋放10～1000個(gè)噬菌體粒子。噬菌體的類(lèi)型

根據(jù)噬菌體與宿主菌的相互關(guān)系，噬菌體可分為兩類(lèi)： 毒性噬菌體(virulent phage)：能在宿主細(xì)胞內(nèi)復(fù)制增殖，產(chǎn)生許多子代噬菌體，并最終裂解細(xì)菌。

溫和噬菌體(temperate phage)：噬菌體基因與宿主染色體整合，不產(chǎn)生子代噬菌體，但噬菌體DNA能隨細(xì)菌DNA復(fù)制，并隨細(xì)菌的分裂而傳代。

溫和噬菌體的基因組能與宿主菌基因組整合，并隨細(xì)菌分裂傳至子代細(xì)菌的基因組中，不引起細(xì)菌裂解。整合在細(xì)菌基因組中的噬菌體基因組稱(chēng)為前噬菌體(prophage)，帶有前噬菌體基因組的細(xì)菌稱(chēng)為溶原性細(xì)菌(lysogenic bacterium).前噬菌體偶爾可自發(fā)地或在某些理化和生物因素的誘導(dǎo)下脫離宿主菌基因組而進(jìn)入溶菌周期，產(chǎn)生成熟噬菌體，導(dǎo)致細(xì)菌裂解。溫和噬菌體這種產(chǎn)生成熟噬菌體顆粒和溶解宿主菌的潛在能力，稱(chēng)為溶原性(lysogeny)。

溫和噬菌體可有三種存在狀態(tài)：A.游離的具有感染性的噬菌體顆粒；B.宿主菌胞質(zhì)內(nèi)類(lèi)似質(zhì)粒形式的噬菌體核酸；C.前噬菌體。

某些前噬菌體可導(dǎo)致細(xì)菌基因型和性狀發(fā)生改變，這稱(chēng)為溶原性轉(zhuǎn)換(lysogenic conversion)。

六、病毒的培養(yǎng) 病毒的培養(yǎng)特征 在細(xì)菌培養(yǎng)液中，細(xì)菌被噬菌體感染，細(xì)胞裂解，渾濁的菌懸液變成為透明的裂解溶液。在固體培養(yǎng)基上形成噬菌斑。將少量噬菌體與大量宿主細(xì)胞混合后，將此混合液與45℃左右的瓊脂培養(yǎng)基在培養(yǎng)皿中充分混勻，鋪平后培養(yǎng)。經(jīng)數(shù)小時(shí)至10余小時(shí)后，在平板表面布滿(mǎn)宿主細(xì)胞的菌苔上，可以用肉眼看到一個(gè)個(gè)透亮不長(zhǎng)菌的小圓斑，這就是噬菌斑(plaque)。每一個(gè)噬菌斑一般是由一個(gè)噬菌體粒子形成的。

當(dāng)一個(gè)噬菌體侵染一個(gè)敏感細(xì)胞后，隔不久即釋放出一群子代噬菌體，它們通過(guò)瓊脂層的擴(kuò)散又侵染周?chē)乃拗骷?xì)胞，并引起它們裂解，如此經(jīng)過(guò)多次重復(fù)，就出現(xiàn)了一個(gè)由無(wú)數(shù)噬菌體粒子構(gòu)成的群體-噬菌斑(plaque)。

噬菌斑的形成與細(xì)菌菌落的形成有點(diǎn)相似，所不同的只是噬菌斑更像一個(gè)“負(fù)菌落”。噬菌斑的形成可用于檢出、分離、純化噬菌體和進(jìn)行噬菌體的計(jì)數(shù)。病毒的培養(yǎng)基：

病毒是專(zhuān)性寄生在活的敏感宿主細(xì)胞內(nèi)才能生長(zhǎng)繁殖的微生物。因此病毒的培養(yǎng)基要求苛刻，專(zhuān)一性強(qiáng)。

敏感細(xì)胞要求具備以下條件：

（1）必須是活的敏感宿主或是活的敏感宿主組織細(xì)胞；（2）能夠提供病毒附著的受體；

（3）敏感細(xì)胞內(nèi)沒(méi)有破壞特異性病毒的限制性核酸內(nèi)切酶，病毒進(jìn)入細(xì)胞就可生長(zhǎng)繁殖。

不同種類(lèi)的病毒培養(yǎng)基是不同的。

脊椎動(dòng)物病毒的培養(yǎng)基：人胚組織細(xì)胞、人組織細(xì)胞、人腫瘤細(xì)胞、動(dòng)物組織細(xì)胞、雞鴨胚細(xì)胞、敏感動(dòng)物。

植物病毒的培養(yǎng)基：與之相應(yīng)的敏感植株和敏感的植物組織。噬菌體的培養(yǎng)基：相應(yīng)的敏感細(xì)菌。3 病毒的培養(yǎng)

動(dòng)物病毒：動(dòng)物接種、雞胚接種和組織培養(yǎng)技術(shù) 噬菌體：雙層瓊脂法培養(yǎng)

七、病毒對(duì)物理化學(xué)因素的抵抗力

物理因素：對(duì)病毒影響最大的物理因素是溫度、光和干燥。

溫度：在宿主細(xì)胞外的病毒大多數(shù)在55-65℃范圍內(nèi)不到1h滅活。高溫使病毒的核酸和蛋白質(zhì)衣殼受損傷，蛋白質(zhì)的變性作用阻礙了病毒吸附到宿主細(xì)胞上，削弱了病毒的感染力。低溫不會(huì)滅活病毒，通常在-75 ℃保存病毒。

紫外輻射：有滅活病毒的作用。滅活的部位是病毒的核酸，形成胸腺嘧啶二聚體。大多數(shù)腸道病毒對(duì)可見(jiàn)光很敏感而被殺死，稱(chēng)為“光滅活作用”。X射線(xiàn)、r射線(xiàn)也有滅活作用。

干燥：干燥也是控制環(huán)境中病毒的重要因素。在土壤中，水分含量低于10％時(shí)，病毒會(huì)迅速滅活。

化學(xué)因素： 體內(nèi)滅活：抗體、干擾素 2 體外滅活：

破壞蛋白質(zhì)的化學(xué)物質(zhì)：酚、低離子強(qiáng)度環(huán)境 破壞核酸的化學(xué)物質(zhì)：甲醛、亞硝酸、氨

影響脂類(lèi)的化學(xué)物質(zhì)：醚、SDS、氯仿、去氧膽酸

第二章

原核微生物

講 授 人: 佘秋生 學(xué) 時(shí)：4 教學(xué)方法: 講授

教學(xué)手段: 板書(shū)、多媒體 教學(xué)目的:

1、了解原核微生物的分類(lèi)、形態(tài)、結(jié)構(gòu)、生長(zhǎng)及繁殖等特點(diǎn)

2、了解微生物觀察方法-顯微鏡、染色

重點(diǎn)難點(diǎn): 原核微生物的分類(lèi)、形態(tài)、結(jié)構(gòu)的基本認(rèn)識(shí)

第一節(jié)

細(xì) 菌

一、細(xì)菌的個(gè)體形態(tài)、大小與染色

細(xì)菌的外形與大小

常見(jiàn)的三種細(xì)菌典型形態(tài):球菌、桿菌、螺旋菌。（1）球菌：球形的細(xì)菌，大小為0.5~2.0 μm 球菌有單球菌（脲微球菌）、雙球菌（肺炎鏈球菌）、鏈球菌（乳鏈球菌）、四聯(lián)球菌（四聯(lián)微球菌）、八疊球菌（甲烷八疊球菌）、葡萄球菌（金黃色葡萄球菌）。

（2）桿菌：細(xì)胞呈桿狀或圓柱狀，菌體直或稍彎，粗短或細(xì)長(zhǎng)。末端鈍圓、尖、膨大或平裁狀。直徑在0.5～1um×1～5um（寬徑×長(zhǎng)）。

桿菌有單桿菌、雙桿菌、鏈桿菌

（3）螺旋菌：細(xì)胞呈弧形的稱(chēng)為弧菌，其中若菌體多于一個(gè)彎曲，其程度超過(guò)一圈，又稱(chēng)為螺旋菌。直徑在0.5～5um，長(zhǎng)度不等。

自然界中桿菌最常見(jiàn)，球菌次之，而螺旋菌最少。

（4）絲狀細(xì)菌：分布在水生境，潮濕土壤和活性污泥中。有鐵細(xì)菌、硫磺細(xì)菌、球衣細(xì)菌等。

細(xì)菌的染色

由于細(xì)菌的細(xì)胞極其微小又十分透明，因此用水浸片或懸滴觀察法在光學(xué)顯微鏡下進(jìn)行觀察時(shí)，只能看到大體形態(tài)和運(yùn)動(dòng)情況。若要在光學(xué)顯微鏡下觀察其形態(tài)和主要構(gòu)造，一般都要對(duì)它們進(jìn)行染色。

革蘭氏染色法：該染色法由丹麥醫(yī)生C.Gram于1884年創(chuàng)立。分為初染、媒染、脫色和復(fù)染四步。

革蘭氏染色的意義：（1）通過(guò)這一染色，可把幾乎所有的細(xì)菌分成革蘭氏陽(yáng)性菌和革蘭氏陰性菌兩個(gè)大類(lèi)。因此是分類(lèi)鑒定的重要指標(biāo)。

（2）這兩類(lèi)細(xì)菌在細(xì)胞結(jié)構(gòu)、成分、形態(tài)、生理、生化、遺傳、免疫、生態(tài)和藥物敏感性等方面都呈現(xiàn)出明顯的差異，因此任何細(xì)菌只要先通過(guò)很簡(jiǎn)單的革蘭氏染色，即可提供不少其他重要的生物學(xué)特性方面的信息。

二、細(xì)菌的結(jié)構(gòu)

細(xì)菌是單細(xì)胞的，所有的細(xì)菌都有如下結(jié)構(gòu)：細(xì)胞壁、細(xì)胞質(zhì)膜、細(xì)胞質(zhì)及其內(nèi)含物、細(xì)胞核物質(zhì)。部分細(xì)菌有特殊結(jié)構(gòu)：芽孢、鞭毛、莢膜、粘液層、菌膠團(tuán)、衣鞘及光合作用層片等。1細(xì)胞壁

細(xì)胞壁是包圍在細(xì)菌體表最外層的、具有堅(jiān)韌而帶有彈性的薄膜。它約占菌體的10％－25％。

(1)細(xì)胞壁的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu) 細(xì)菌分為革蘭氏陽(yáng)性菌和革蘭氏陰性菌兩大類(lèi)，兩者的化學(xué)結(jié)構(gòu)和組成不同。革蘭氏陽(yáng)性菌的細(xì)胞壁厚，其厚度為20～80nm，結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，含肽聚糖、磷壁酸少量蛋白質(zhì)和脂肪。革蘭氏陰性菌的細(xì)胞壁較薄，厚度為1nm。其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，分外壁層和內(nèi)壁層，外壁層又分三層：最外層是脂多糖，中間是磷脂層，內(nèi)層為脂蛋白。內(nèi)壁層含脂多糖，不含磷壁酸。

(2)細(xì)胞壁的功能

①保護(hù)原生質(zhì)體免受滲透壓引起的破裂作用； ②維持細(xì)菌的細(xì)胞形態(tài)；

③細(xì)胞壁是多孔結(jié)構(gòu)的分子篩，阻攔某些分子進(jìn)入和保留蛋白質(zhì)在間質(zhì)； ④使細(xì)胞具有致病性及對(duì)噬菌體的敏感性； ⑤為鞭毛提供支點(diǎn)，使鞭毛運(yùn)動(dòng)。(3)革蘭氏染色機(jī)理

①與細(xì)菌等電點(diǎn)有關(guān)：革蘭氏陽(yáng)性菌的等電點(diǎn)為pH2~3，革蘭氏陰性菌的為pH4~5。可見(jiàn)，革蘭氏陽(yáng)性菌的等電點(diǎn)比革蘭氏陰性菌低，說(shuō)明革蘭氏陽(yáng)性菌帶的負(fù)電荷比革蘭氏陰性菌多。它與草酸銨結(jié)晶紫的結(jié)合力大，用碘-碘化鉀媒染后，兩者的等電點(diǎn)均得到降低，但革蘭氏陽(yáng)性菌的等電點(diǎn)降低的多，故與草酸銨結(jié)晶紫結(jié)合得更牢固，對(duì)乙醇脫色的抵抗力更強(qiáng)。它的菌體與草酸銨結(jié)晶紫、碘-碘化鉀的復(fù)合物不被乙醇提取，呈紫色。而革蘭氏陰性菌與草酸銨結(jié)晶紫的結(jié)合能力弱，其菌體與草酸銨結(jié)晶紫、碘-碘化鉀的復(fù)合物很容易被乙醇提取而呈現(xiàn)無(wú)色。

②與細(xì)胞壁有關(guān)：革蘭氏陽(yáng)性菌的脂類(lèi)物質(zhì)的含量很低，肽聚糖的含量高。革蘭氏陰性菌相反，它的脂類(lèi)含量高，肽聚糖含量低。用乙醇脫色時(shí)，革蘭氏陰性菌的脂類(lèi)物質(zhì)被乙醇溶解，增加細(xì)菌細(xì)胞壁的孔徑及其通透性，乙醇容易進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)將草酸銨結(jié)晶紫和碘-碘化鉀復(fù)合物提取出來(lái)，使菌體呈現(xiàn)無(wú)色。革蘭氏陽(yáng)性菌由于脂類(lèi)物質(zhì)含量極低，而肽聚糖含量高，乙醇既是脫色劑又是脫水劑，使肽聚糖脫水縮小細(xì)胞壁的孔徑，降低細(xì)胞壁的通透性，阻止乙醇分子進(jìn)入細(xì)胞，草酸銨結(jié)晶紫和碘-碘化鉀的復(fù)合物被截留在細(xì)胞內(nèi)而不被脫色，仍呈現(xiàn)紫色。2原生質(zhì)體

包括細(xì)胞質(zhì)膜（原生質(zhì)膜）、細(xì)胞質(zhì)及其內(nèi)含物、細(xì)胞核物質(zhì)。(1)細(xì)胞質(zhì)膜

① 細(xì)胞質(zhì)膜及其化學(xué)組成

細(xì)胞質(zhì)膜是緊貼在細(xì)胞壁的內(nèi)側(cè)而包圍細(xì)胞質(zhì)的一層柔軟而富有彈性的薄膜。它是半滲透膜。它的重量占菌體的10％，含有60％～70％的蛋白質(zhì)，含30%～70%的脂類(lèi)和約20％的多糖。

② 細(xì)胞質(zhì)膜的結(jié)構(gòu)

細(xì)胞質(zhì)膜由上、下兩層致密的著色層，中間夾一個(gè)不著色層組成。不著色層是由具有正、負(fù)電荷，有極性的磷脂雙分子層組成，是兩性分子。親水基朝著膜的內(nèi)、外表面的水向，疏水基在不著色區(qū)域。蛋白質(zhì)主要結(jié)合在膜的表面，有的位于均勻的雙層磷脂層中，疏水基占優(yōu)勢(shì)。膜表面的蛋白質(zhì)還有多糖。①②③④⑤

③ 細(xì)胞質(zhì)膜的生理功能 細(xì)胞質(zhì)膜的生理功能有：①維持滲透壓的梯度和溶質(zhì)的轉(zhuǎn)移；②細(xì)胞質(zhì)膜上有合成細(xì)胞壁和形成橫膈膜組分的酶，故可在膜的外表面合成細(xì)胞壁；③膜內(nèi)陷形成的中間體含有細(xì)胞色素，可參與呼吸作用；④可在細(xì)胞質(zhì)膜上進(jìn)行物質(zhì)代謝和能量代謝；⑤為鞭毛提供附著點(diǎn)。

(2)核糖體

核糖體是分散在細(xì)胞質(zhì)中的亞微顆粒，由RNA和蛋白質(zhì)組成，是合成蛋白質(zhì)的場(chǎng)所。其中RNA占60%，蛋白質(zhì)占40%。大腸桿菌可以分解出三種分子質(zhì)量不同的RNA，16SRNA、23SRNA和5SRNA。核糖體的沉降系數(shù)是70S（由50S和30S兩個(gè)亞基組成）。

(3)細(xì)胞內(nèi)含顆粒 氣泡（水生細(xì)菌）：相當(dāng)于魚(yú)的魚(yú)漂

異染顆粒：可被甲苯胺染成紫紅色?；瘜W(xué)本質(zhì)—偏磷酸鹽的聚合物。功能：磷源和能源性貯藏物。

聚b-羥基丁酸（簡(jiǎn)稱(chēng) PHB）顆粒：能量的貯存物；調(diào)節(jié)pH。糖原和淀粉粒：用作碳源和能源。硫粒：某些化能自養(yǎng)型硫細(xì)菌，貯存的能源物質(zhì) 通常，一種細(xì)菌只含有一種或兩種內(nèi)含顆粒。3 擬核

細(xì)菌無(wú)核膜和核仁，故稱(chēng)原始核，亦稱(chēng)細(xì)菌染色體，由DNA組成。由于高度緊密折疊，擬核只占菌體很小的一部分，在電子顯微鏡下看到的是一個(gè)透明的、不易著色的纖維狀區(qū)域。擬核攜帶全部或部分遺傳信息，它的功能是決定遺傳性狀和傳遞遺傳信息，是重要的遺傳物質(zhì)。

莢膜、粘液層和菌膠團(tuán)

(1)莢膜：是一些細(xì)菌在其細(xì)胞表面分泌的一種粘性物質(zhì)，把細(xì)胞壁完全包圍住。莢膜能相對(duì)穩(wěn)定的附在細(xì)胞壁表面，使細(xì)菌與外界環(huán)境有明顯的邊緣。莢膜不易著色，一般采用負(fù)染色法。

成分：多糖、多肽和脂類(lèi)，含水率在90％～98％。①②③④⑤ 功能：

① 保護(hù)作用：保護(hù)細(xì)菌免受干燥的影響，保護(hù)不受宿主吞噬細(xì)胞的吞噬。② 當(dāng)缺乏營(yíng)養(yǎng)時(shí)，莢膜可被用作碳源和能源。

③ 具莢膜的致病菌毒力強(qiáng)，失去莢膜的致病力下降。

④ 廢水生物處理中的細(xì)菌莢膜有生物吸附作用，將廢水中的有機(jī)物、無(wú)機(jī)物及膠體吸附在細(xì)菌體表面上。

(2)粘液層：有些細(xì)菌不產(chǎn)生莢膜，其細(xì)胞仍可分泌粘性的多糖，疏松地附著在細(xì)菌細(xì)胞壁表面，與外界沒(méi)有明顯的邊緣，則叫粘液層。在廢水生物處理過(guò)程中有生物吸附作用。

(3)菌膠團(tuán)：有些細(xì)菌由于其遺傳特性決定，細(xì)菌之間按一定的排列方式粘集在一起，被一個(gè)公共的莢膜包圍成一定形狀的細(xì)菌集團(tuán)叫做菌膠團(tuán)。菌膠團(tuán)的形成是由這類(lèi)細(xì)菌遺傳特性所決定的。菌膠團(tuán)的形狀 有球形、蘑菇形、橢圓形、分支狀、垂絲狀及不規(guī)則形。

(4)衣鞘：水生境中的絲狀菌，如球衣菌屬、纖發(fā)菌屬、發(fā)硫菌屬、亮發(fā)菌屬等絲狀體表面的粘液層或莢膜硬質(zhì)化，形成一個(gè)透明堅(jiān)韌的空殼，叫衣鞘。5 芽孢

某些細(xì)菌生長(zhǎng)到一定階段，在細(xì)胞內(nèi)形成一個(gè)圓形成圓柱形的對(duì)不良環(huán)境條件具有較強(qiáng)的抵抗逆休眠體。細(xì)菌的芽孢都生長(zhǎng)在細(xì)胞內(nèi)，又稱(chēng)內(nèi)生孢子(Endospora)，細(xì)菌中只有少數(shù)幾個(gè)屬具有芽孢。芽孢對(duì)干燥（在干燥下可存活幾年、幾十年）、紫外線(xiàn)，有毒化學(xué)物、熱、化學(xué)藥品抵抗力強(qiáng)，能使細(xì)菌渡過(guò)不良環(huán)境。所以，芽孢使抵御外界不良環(huán)境的休眠體。芽胞的大小、形狀、位置等隨菌種而異，有重要的鑒別意義。芽孢不是繁殖器官，只是休眠體，而且不易著色。

產(chǎn)芽孢細(xì)菌的種類(lèi)：革蘭氏陽(yáng)性桿菌芽孢桿菌屬、梭菌屬；球菌只有八疊球菌屬產(chǎn)生芽孢；螺菌中的孢螺菌屬也產(chǎn)生芽孢。

芽孢抗性強(qiáng)的原因：（1）含水量低。（2）有厚、致密的壁。（3）含與抗熱性有關(guān)的吡啶二羧酸。（4）芽孢內(nèi)具有抗熱性的酶。6鞭毛

由細(xì)胞質(zhì)膜上的鞭毛基粒長(zhǎng)出穿過(guò)細(xì)胞壁伸向體外的一條纖細(xì)的波浪狀的絲狀物。直徑0.001~0.02um，長(zhǎng)2~50um。具有鞭毛的細(xì)菌都能運(yùn)動(dòng)，不具有鞭毛的細(xì)菌不能運(yùn)動(dòng)，但有些細(xì)菌仍可運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)叫做滑動(dòng)。

化學(xué)成分：鞭毛蛋白。

功能：運(yùn)動(dòng)，鞭毛的有無(wú)以及鞭毛著生的部位是菌種分類(lèi)鑒定的重要指標(biāo)。根據(jù)鞭毛數(shù)目與排列情況分：

一端單毛菌：菌體一端只有一條鞭毛。二端單毛菌：菌體二端各有一條鞭毛。叢毛菌：菌體一端或二端各有一叢鞭毛(偏端叢生鞭毛菌、二端叢生鞭毛菌)。周毛菌：在菌體四周都有鞭毛。實(shí)驗(yàn)室可采用特殊染色，使染料的復(fù)合物附著并積累在鞭毛上，加粗其直徑，可用普通光學(xué)顯微鏡觀察。

-+7比鞭毛更細(xì)，較短，直硬，數(shù)量也較多的細(xì)絲。非運(yùn)動(dòng)器官G菌多有，G菌少數(shù)有。菌毛在普通光學(xué)顯微鏡下看不到，必須用電子顯微鏡觀察。

功能：菌毛分普通菌毛和性菌毛(有吸附作用)。有性菌毛的細(xì)菌叫雄性菌。雄性菌與雌性可通過(guò)性菌毛接合，沒(méi)有之不能接合。

三、細(xì)菌的培養(yǎng)特征

細(xì)菌在固體培養(yǎng)基上的培養(yǎng)特征： 菌落：將單個(gè)微生物細(xì)胞或一小堆同種微生物細(xì)胞接種在固體培養(yǎng)基的表面，當(dāng)它占有一定的發(fā)展空前并給予適宜的培養(yǎng)條件時(shí)，該細(xì)胞就迅速進(jìn)行生長(zhǎng)繁殖。結(jié)果就會(huì)形成一個(gè)以母細(xì)胞為中心的一堆肉眼看見(jiàn)的、有一定形態(tài)構(gòu)造的子細(xì)胞集團(tuán)，稱(chēng)為菌落。

菌苔：如果將某一純種的大量細(xì)胞密集地接種在固體培養(yǎng)基表面，結(jié)果形成的各“菌落”相互聯(lián)結(jié)成一片，就是菌苔。

菌落的特征主要由各種微生物特殊的遺傳特性決定，同時(shí)也與培養(yǎng)基成分及培養(yǎng)條件有關(guān)，當(dāng)固定培養(yǎng)基成分及培養(yǎng)條件相同時(shí)，不同種類(lèi)微生物形成的菌落特征是固定的，可作為微生物鑒定的重要依據(jù)。

細(xì)菌在固體培養(yǎng)基上的菌落特征：濕潤(rùn)、較光滑、較透明、較粘稠、易挑取、質(zhì)地均勻以及菌落正反面或邊緣與中央部位的顏色一致等。

細(xì)菌在液體培養(yǎng)基中的培養(yǎng)特征：

（1）多數(shù)細(xì)菌呈現(xiàn)均勻渾濁（表現(xiàn)均勻生長(zhǎng)）。部分形成菌膜，在液體培養(yǎng)基表面上形成菌膜，液體透明明或者稍渾濁。

（2）在液體底部形成沉淀。菌落在微生物學(xué)工作中有很多應(yīng)用，主要用于微生物的分離、純化、鑒定、計(jì)數(shù)等研究和選種、育種等實(shí)際工作中。

四、細(xì)菌的繁殖方式

細(xì)菌一般以二分裂法進(jìn)行無(wú)性繁殖，少數(shù)細(xì)菌存在有性結(jié)合，但發(fā)生頻率極低。

第二節(jié) 古 菌

在過(guò)去相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間里，由于研究微生物的技術(shù)和研究手段落后的原因，對(duì)古菌的了解甚少，一直將古菌隸屬于細(xì)菌的范疇。1977年起，人們改進(jìn)了研究方法，對(duì)細(xì)菌進(jìn)行了深入研究。根據(jù)微生物的細(xì)胞結(jié)構(gòu)、化學(xué)組成以及它們的特殊生活環(huán)境作了細(xì)致的比較，發(fā)現(xiàn)細(xì)菌中有一類(lèi)比較特殊的微生物。因此為區(qū)分開(kāi)這類(lèi)特殊菌，將細(xì)菌劃分為古細(xì)菌和真細(xì)菌，都屬于原核微生物。

1977年，美國(guó)學(xué)者Woese以16S rRNA序列比較為依據(jù)，提出的獨(dú)立于真細(xì)菌和真核生物之外的生命的第三種形式。

在分類(lèi)地位上與真細(xì)菌和真核生物并列為三域，在進(jìn)化譜系上更接近真核生物。在細(xì)胞構(gòu)造上與真細(xì)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，原名古細(xì)菌（Archaebacteria）；后改名古菌（Archaea）。

古菌種類(lèi)：

產(chǎn)甲烷菌：嚴(yán)格厭氧菌，能夠在代謝過(guò)程中產(chǎn)生甲烷，培養(yǎng)方法有Hungate滾管法、厭氧手套箱法等。

嗜熱嗜酸菌：包括古生硫酸還原菌和極端嗜熱古菌。專(zhuān)性嗜熱、好氧、兼性厭氧、嚴(yán)格厭氧，革蘭氏陰性，最適生長(zhǎng)溫度70~105℃。

極端嗜鹽菌：對(duì)NaCl有特殊的適應(yīng)性和需要性。棲息在高鹽環(huán)境如曬鹽場(chǎng)、天然鹽湖或高鹽鹽漬食物。革蘭氏陰性或陽(yáng)性，好氧或兼性厭氧、化能有機(jī)營(yíng)養(yǎng)型。

第三節(jié) 放線(xiàn)菌

放線(xiàn)菌是指一類(lèi)呈絲狀生長(zhǎng)、主要以孢子繁殖和陸生性強(qiáng)的原核生物。放線(xiàn)菌一般分布在含水量較低、有機(jī)物豐富和呈微堿性的土壤環(huán)境中。為泥土所特有的“泥腥味”，主要是由放線(xiàn)菌產(chǎn)生的。在每克土壤中，放線(xiàn)菌的孢子數(shù)一般在107左右。除枝動(dòng)菌屬為革蘭氏陰性外，其余全部放線(xiàn)菌均為革蘭氏染色陽(yáng)性。

放線(xiàn)菌可以產(chǎn)生抗菌素1700種以上，放線(xiàn)菌還可產(chǎn)生維生素和酶類(lèi)。弗蘭克菌科與多種非豆科植物形成根瘤固氮。放線(xiàn)菌有很強(qiáng)的分解纖維素、石蠟、瓊脂、角蛋白和橡膠等復(fù)雜有機(jī)物的能力，在自然界物質(zhì)循環(huán)和提高土壤肥力等方面有著重要的作用。

只有極少數(shù)的放線(xiàn)菌對(duì)人類(lèi)構(gòu)成危害。1 放線(xiàn)菌的菌絲類(lèi)型：

放線(xiàn)菌根據(jù)菌絲形態(tài)和功能分為三類(lèi)： 基內(nèi)菌絲（營(yíng)養(yǎng)菌絲）：菌絲無(wú)分隔，可以產(chǎn)生各種水溶性、脂肪性色素，使培養(yǎng)基著色。功能：吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。

氣生菌絲：由基內(nèi)營(yíng)養(yǎng)菌絲長(zhǎng)出培養(yǎng)基外，伸向空間的菌絲，直生或分枝絲狀，較基內(nèi)菌絲粗。功能：分化形成孢子絲。

孢子絲：當(dāng)生長(zhǎng)發(fā)育到一定階段，在其氣生菌絲上分化出可形成孢子的菌絲。功能：形成孢子，起繁殖作用。放線(xiàn)菌在固體培養(yǎng)基上的菌落特征 在固體培養(yǎng)基表面，放線(xiàn)菌的細(xì)胞有基內(nèi)菌絲和氣生菌絲的分化，氣生菌絲到成熟時(shí)會(huì)分化成孢子絲并產(chǎn)生成串的干粉壯孢子，這些氣生菌絲或孢子絲伸展在空氣中，菌絲間一般都不會(huì)存在毛細(xì)血管水。這就使放線(xiàn)菌獲得其特有的與細(xì)菌不同的菌落特征：干燥、不透明、表面呈致密的絲絨狀，上有一層色彩鮮艷的干粉；菌落和培養(yǎng)基的連接緊密，難以挑??；菌落的正反面顏色常常不一致，以及菌落邊緣培養(yǎng)基的平面有變形現(xiàn)象。放線(xiàn)菌的繁殖：通過(guò)分生孢子或孢囊孢子繁殖，也可以一段菌絲繁殖。

第四節(jié) 藍(lán)細(xì)菌

藍(lán)細(xì)菌是一類(lèi)含有葉綠素a，具有放氧性光合作用的原核生物。藍(lán)細(xì)菌亦稱(chēng)籃藻，過(guò)去作為藻類(lèi)的一群。

藍(lán)細(xì)菌生長(zhǎng)在土壤、巖石上，在樹(shù)皮上也成片生長(zhǎng)，亦有許多種類(lèi)生長(zhǎng)在池塘、湖泊和海洋中。

藍(lán)細(xì)菌在污水處理、水體自?xún)糁衅鸱e極作用。在氮、磷豐富的水體中生長(zhǎng)旺盛，可作為水體富營(yíng)養(yǎng)化的指示生物。某些屬種在富營(yíng)養(yǎng)化的海灣和湖泊中引起海灣的赤潮和湖泊的水華。

藍(lán)細(xì)菌特征：

分布廣。形態(tài)差異大。細(xì)胞中含有葉綠素a，進(jìn)行產(chǎn)氧型光合作用。具有原核生物的典型細(xì)胞結(jié)構(gòu)。營(yíng)養(yǎng)極為簡(jiǎn)單，不需要維生素，以硝酸鹽或氨作為氮源，多數(shù)能固氮。分泌粘液層、莢膜或形成衣鞘，具有強(qiáng)的抗干旱能力。無(wú)鞭毛，但能在固體表面滑行，進(jìn)行光趨避運(yùn)動(dòng)。許多種類(lèi)細(xì)胞質(zhì)中有氣泡。

第五節(jié) 立克次氏體、支原體和衣原體

一、衣原體[Chlamydia]：具有細(xì)胞壁，只能生活在活的細(xì)胞內(nèi)，不能在人工培養(yǎng)基上培養(yǎng)。如引起人的沙眼病的沙眼衣原體。

二、支原體(枝原體)：沒(méi)有細(xì)胞壁，能進(jìn)行人工培養(yǎng)的最小微生物，在人的唾液和口腔內(nèi)，支原體檢出率約50%-60%。引起人的非典型肺炎、豬氣喘病、植物黃化病。支原體是目前已知的可獨(dú)立生長(zhǎng)和生活最簡(jiǎn)單的生命形式。

三、立克次氏體：有細(xì)胞壁，桿、球狀，常多態(tài)，大小為0.3-1×0.2-0.5um, 只能在活細(xì)胞內(nèi)生長(zhǎng)，在動(dòng)物體外存活困難,對(duì)四環(huán)素、氯霉素等敏感。立克次醫(yī)生首先發(fā)現(xiàn)這類(lèi)微生物。他在研究斑疹傷寒病時(shí)，不幸感染而犧牲，年僅39歲。他的學(xué)生范魯納澤克繼續(xù)研究，同樣不幸感染而犧牲。斑疹傷寒病在本世紀(jì)初曾引起幾萬(wàn)人死亡，立克次氏體還引起Q熱、戰(zhàn)壕熱病等，可用廣譜性抗菌素治療。

四、螺旋體：有細(xì)胞壁，大小為0.09-0.75×3-500um。主要有鉤端螺旋體、梅毒螺旋體，可以引起毛細(xì)血管損害、內(nèi)臟損害。離開(kāi)人體迅速死亡，90%靠接觸傳染5%靠輸血傳染，用青霉素等可治療。

第三章 真核微生物

講 授 人: 佘秋生 學(xué) 時(shí)：4 教學(xué)方法: 講授

教學(xué)手段: 板書(shū)、多媒體 教學(xué)目的:

1、了解真核微生物的分類(lèi)、形態(tài)、結(jié)構(gòu)、生長(zhǎng)及繁殖等特點(diǎn) 重點(diǎn)難點(diǎn): 真核微生物的分類(lèi)

真核微生物的種類(lèi)約占微生物總數(shù)的95%以上。從個(gè)體形態(tài)、群體形態(tài)、營(yíng)養(yǎng)吸收、代謝類(lèi)型、代謝產(chǎn)物、遺傳特性、和生態(tài)分布諸方面，真核微生物都展現(xiàn)出一幅多樣化的畫(huà)面。真核微生物包括原生生物界的原生生物、藻類(lèi)、真菌界的霉菌、酵母菌、及傘菌還包括生物界的微型后生動(dòng)物。

第一節(jié) 原生動(dòng)物

一、原生動(dòng)物的概念

動(dòng)物中最原始、最低等、結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單的單細(xì)胞動(dòng)物。形體微小，在10~300微米之間，光學(xué)顯微鏡下可觀察到。

原生動(dòng)物是單細(xì)胞真核微生物，無(wú)細(xì)胞壁，有細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞膜，有分化的細(xì)胞器，細(xì)胞核具核膜。有獨(dú)立生活的生命特征和生理功能，如攝食、營(yíng)養(yǎng)、呼吸、排泄、生長(zhǎng)、繁殖、運(yùn)動(dòng)及對(duì)刺激的反應(yīng)等，均由相應(yīng)的細(xì)胞器執(zhí)行。

胞口、胞咽、食物胞、吸管—攝食、消化、營(yíng)養(yǎng) 收集管、伸縮泡、胞肛— 排泄

鞭毛、纖毛、剛毛、偽足— 運(yùn)動(dòng)和捕食 眼點(diǎn)— 感覺(jué)

有的細(xì)胞器執(zhí)行多種功能，如偽足、鞭毛、纖毛、剛毛既能執(zhí)行運(yùn)動(dòng)功能，又能執(zhí)行攝食功能，甚至還有感覺(jué)功能。

二、原生動(dòng)物的營(yíng)養(yǎng)類(lèi)型 全動(dòng)性營(yíng)養(yǎng)：以吞食其他生物和有機(jī)顆粒為食。絕大多數(shù)原生動(dòng)物為全動(dòng)性營(yíng)養(yǎng)。2 植物性營(yíng)養(yǎng)：有色素的原生動(dòng)物如綠眼蟲(chóng)、衣滴蟲(chóng)和植物一樣，進(jìn)行光合作用。3 腐生性營(yíng)養(yǎng)：某些無(wú)色鞭毛蟲(chóng)和寄生的原生動(dòng)物，借助體表和原生質(zhì)膜吸收環(huán)境和寄主中的可溶性有機(jī)物為營(yíng)養(yǎng)。

三、原生動(dòng)物的繁殖

二分裂法是原生動(dòng)物的主要繁殖方式，在環(huán)境條件差時(shí)出現(xiàn)有性生殖。

四、原生動(dòng)物的各綱簡(jiǎn)介 鞭毛綱

稱(chēng)為鞭毛蟲(chóng)，具有一根或幾根鞭毛。兼有三種營(yíng)養(yǎng)類(lèi)型。大小從幾微米到幾十微米。主要有眼蟲(chóng)、粗袋鞭蟲(chóng)等。

在自然水體中，鞭毛蟲(chóng)喜在多污帶和a—中污帶生活。在污水生物處理中，活性污泥培養(yǎng)初期或在處理效果差時(shí)鞭毛蟲(chóng)大量出現(xiàn)，可作為污水處理指示生物。肉足綱 稱(chēng)為肉足蟲(chóng)，形體小，無(wú)色透明，無(wú)固定形狀，全動(dòng)性營(yíng)養(yǎng)。分根足亞綱（可改變形狀）和輔足亞綱（球形），主要有變形蟲(chóng)、太陽(yáng)蟲(chóng)和輻球蟲(chóng)。以無(wú)性生殖為主。

變形蟲(chóng)喜在a—中污帶或b—中污帶的自然水體中生活。在污水生物處理系統(tǒng)中，則在活性污泥培養(yǎng)中期出現(xiàn)。纖毛綱

稱(chēng)為纖毛蟲(chóng)。有游泳型和固著型兩種，以纖毛作為運(yùn)動(dòng)和捕食的細(xì)胞器，纖毛蟲(chóng)是原生動(dòng)物中最高級(jí)的一類(lèi)，有固定的、結(jié)構(gòu)精細(xì)的攝食細(xì)胞器。生殖有分裂生殖和結(jié)合生殖。

營(yíng)養(yǎng)：動(dòng)物性。喜吃細(xì)菌及有機(jī)顆粒，與廢水生物處理的關(guān)系較為密切。

特點(diǎn)：種類(lèi)多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜。在活性污泥中的種類(lèi)數(shù)量非常繁多，已發(fā)現(xiàn)的種類(lèi)有6000種，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)肉足類(lèi)和鞭毛類(lèi)。

纖毛蟲(chóng)是原生動(dòng)物中構(gòu)造最復(fù)雜的，不僅有比較明顯的胞口，還有口圍、口前庭和胞咽等司吞食和消化的細(xì)胞器官。它的細(xì)胞核有大核(營(yíng)養(yǎng)核)和小核(生殖核)兩種，通常大核只有一個(gè)，小核則有一個(gè)以上。

根據(jù)運(yùn)動(dòng)情況可分為游泳型、固著型和吸管蟲(chóng)三種。

Ⅰ.游泳型纖毛蟲(chóng)

大?。?180~300um×42~75um 形態(tài)：自由游動(dòng)

如草履蟲(chóng)，豆形蟲(chóng)、腎形蟲(chóng)、漫游蟲(chóng)等。其中在活性污泥中以草履蟲(chóng)居多，每逢凈化程度較差時(shí)就會(huì)大量出現(xiàn)，常被作為水質(zhì)凈化的指示生物。

Ⅱ.固著型纖毛蟲(chóng)

形態(tài)：固著、群生相連或個(gè)體。1 個(gè)體型：

以個(gè)體形式生存的為鐘蟲(chóng)，因其像一個(gè)倒置的種而得名。特征：

A 前端有環(huán)形纖毛叢構(gòu)成的纖毛帶，形成似波動(dòng)膜的構(gòu)造。B 大多數(shù)在后端有尾柄，它們靠尾柄附著在其它物質(zhì)(如活性污泥、生物濾池的生物膜)上。當(dāng)環(huán)境不良時(shí)，柄消失，固著型鐘蟲(chóng)成為游動(dòng)性的?？壳岸死w毛的擺動(dòng)而移到另一環(huán)境較好的固體物質(zhì)上。

常見(jiàn)的單個(gè)個(gè)體的鐘蟲(chóng)類(lèi)有小口鐘蟲(chóng)、溝鐘蟲(chóng)、領(lǐng)鐘蟲(chóng)等。其中以小口鐘蟲(chóng)在各類(lèi)廢水處理中出現(xiàn)頻率最大，數(shù)量也是最多，小口鐘蟲(chóng)的體長(zhǎng)為32~70um，寬22~48um，口圍12~25um，柄長(zhǎng)20~380um。群體型：

固著型纖毛蟲(chóng)中的群體型生物有縮蟲(chóng)、累枝蟲(chóng)、蓋蟲(chóng)三種。營(yíng)養(yǎng)型：以細(xì)菌為食。

作用：可以降低水中游離細(xì)菌的數(shù)量，降低水的渾濁度，對(duì)廢水生物處理起良好的促進(jìn)作用，同時(shí)常被可作為處理效果較好的指示生物。

Ⅲ.吸管蟲(chóng)

形態(tài)：幼蟲(chóng)有纖毛，成蟲(chóng)纖毛消失，長(zhǎng)出長(zhǎng)短不一的吸管，末端有一根柄固著生活。蟲(chóng)體呈球形、倒圓錐形、三角形，沒(méi)有口，吸管為捕食工具，以其他原生動(dòng)物為食。吸管蟲(chóng)用吸管吸住微小動(dòng)物，并由吸管中釋放毒素將其麻醉，繼而融化其細(xì)胞膜，吸干其體液。

作用：吸管蟲(chóng)多數(shù)在污染較重的水體中，可作為廢水處理效果平常的指示生物。

五、原生動(dòng)物在廢水生物處理中的作用 原生動(dòng)物對(duì)廢水凈化的影響

原生動(dòng)物對(duì)廢水凈化的影響體現(xiàn)在四個(gè)方面： ①直接參與廢物的去除。動(dòng)物性營(yíng)養(yǎng)型的原生動(dòng)物，如動(dòng)物性鞭毛蟲(chóng)、變形蟲(chóng)、纖毛蟲(chóng)等能直接利用水中的有機(jī)物質(zhì)，對(duì)水中有機(jī)物的凈化起一定的積極作用。

②產(chǎn)生絮凝物質(zhì)，促進(jìn)活性污泥的形成?；钚晕勰囝w粒主要由細(xì)菌絮凝而成，實(shí)驗(yàn)證明小口鐘蟲(chóng)、累枝蟲(chóng)和尾草履蟲(chóng)等纖毛蟲(chóng)能分泌一些促進(jìn)凝聚的糖類(lèi)，使它們能夠附著在小的絮凝體上，同時(shí)促進(jìn)絮凝體進(jìn)一步黏附細(xì)菌使污泥絮體增大。粘多糖還具有粘連小顆粒的作用，促進(jìn)活性污泥的增大。生產(chǎn)上常發(fā)現(xiàn)在活性污泥培養(yǎng)初期，一旦系統(tǒng)中出現(xiàn)固著型纖毛蟲(chóng)，隨后就可看到活性污泥絮體的形成并逐漸增大。

③吞噬細(xì)菌，凈化出水水質(zhì)。實(shí)驗(yàn)證明，1000m3的水池中，球衣菌可吸收30t有機(jī)物質(zhì)，其中20t被分解為無(wú)機(jī)質(zhì)，10t組成細(xì)菌自身，如果這10t細(xì)菌（包括致病菌）從污水處理廠(chǎng)直接排入天然水體，就會(huì)造成新的污染，事實(shí)上約有半數(shù)以上的細(xì)菌，尤其是游離的細(xì)菌，在曝氣池中不斷的被原生動(dòng)物吃掉。獨(dú)縮蟲(chóng)中的奇觀獨(dú)縮蟲(chóng)每個(gè)群體每小時(shí)能吃掉3萬(wàn)個(gè)細(xì)菌，屬于纖毛蟲(chóng)的四膜蟲(chóng)每小時(shí)能吃掉500~600個(gè)細(xì)菌?；钚晕勰嘣跊](méi)有纖毛蟲(chóng)的條件下出水的BOD5為54~70mg/L，在有纖毛蟲(chóng)的條件下出水的BOD5為7~24mg/L。

④促進(jìn)細(xì)菌生長(zhǎng)，提高細(xì)菌活性。原生動(dòng)物對(duì)細(xì)菌的捕食不但不會(huì)影響細(xì)菌的生長(zhǎng)，還能使細(xì)菌維持在對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期，防止細(xì)菌種群的衰老，此外原生動(dòng)物代謝產(chǎn)生的溶解性有機(jī)物也可以被細(xì)菌利用，促進(jìn)細(xì)菌的生長(zhǎng)。以原生動(dòng)物為指示生物（1）依據(jù)

不同種類(lèi)的原生動(dòng)物對(duì)環(huán)境條件的要求不同，對(duì)環(huán)境變化的敏感程度也不同，所以可以利用原生動(dòng)物種群的生長(zhǎng)情況，判斷生物處理構(gòu)筑物的運(yùn)轉(zhuǎn)情況及廢水凈化的效果。

（2）優(yōu)越性

用原生動(dòng)物作為指示生物有兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)： Ⅰ.觀察容易

原生動(dòng)物的形體比細(xì)菌大得多，低倍顯微鏡即可觀察，因此以原生動(dòng)物為指示生物是較為方便的。

Ⅱ.快速預(yù)報(bào)

通常污水處理廠(chǎng)每天都要對(duì)本廠(chǎng)的出水進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)測(cè)，若超過(guò)國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，就要及時(shí)追查原因，以求解決。化學(xué)分析雖然準(zhǔn)確，但有些數(shù)據(jù)當(dāng)天得不到如BOD5，根據(jù)原生動(dòng)物與BOD5的對(duì)應(yīng)關(guān)系，則可以作出快速的判斷，縮短發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的時(shí)間。例如湖南石油化工廠(chǎng)的曝氣池中的有柄纖毛蟲(chóng)與BOD5統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)有以下的比例關(guān)系圖，二者之間顯著相關(guān)。由于水體的不同各個(gè)處理廠(chǎng)可根據(jù)本廠(chǎng)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)建立相關(guān)的公司，來(lái)進(jìn)行出水水質(zhì)的快速預(yù)報(bào)。

（3）原則

對(duì)廢水處理構(gòu)筑物中的原生動(dòng)物進(jìn)行鏡檢時(shí)，需同時(shí)注意以下幾方面：(1)原生動(dòng)物種類(lèi)組成；(2)種類(lèi)的數(shù)量變化；(3)各種群的代謝活力。結(jié)合這三個(gè)方面的長(zhǎng)期統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)與水質(zhì)的相互關(guān)系，可以準(zhǔn)確的進(jìn)行水質(zhì)的預(yù)報(bào)。以下是一些通用的判斷方法。

Ⅰ.水質(zhì)毒物判斷

如發(fā)現(xiàn)群體的纖毛蟲(chóng)縮成一團(tuán)時(shí)表示水中有毒；鐘蟲(chóng)的柄脫落也表明水中有毒。纖毛蟲(chóng)接合生殖（即有性生殖）、或形成孢囊也都表明水中存在有毒物質(zhì)或其他條件如溫度、pH等的不適宜。

Ⅱ.溶解氧判斷

有些原生動(dòng)物對(duì)水中的溶解氧變化十分敏感。如鐘蟲(chóng)細(xì)胞前端出現(xiàn)氣泡，運(yùn)動(dòng)遲緩，說(shuō)明水中充氧不足，或溶氧過(guò)高，水質(zhì)將變壞。反之則表明溶解氧情況適中良好。

Ⅲ.曝氣池處理效果的判斷

原生動(dòng)物的胞囊：在環(huán)境條件變壞，如水干枯、水溫和pH過(guò)高或過(guò)低，溶解氧不足，缺乏食物或排泄物積累過(guò)多，廢水中的有機(jī)物超過(guò)它的適應(yīng)能力等原因，都可使原生動(dòng)物不能正常生活而形成胞囊。胞囊是抵抗不良環(huán)境的一種休眠體。一旦形成胞囊，就可判斷污水處理不正常。當(dāng)環(huán)境惡化時(shí)，原生動(dòng)物先是身體變圓，鞭毛、纖毛等細(xì)胞器縮入體內(nèi)，細(xì)胞水分從體內(nèi)排出，并分泌一種膠狀物質(zhì)于體表，這些物質(zhì)凝固成胞殼。胞殼分為兩層，外層厚而突起，內(nèi)層薄而透明。胞囊很容易隨灰塵漂浮或被其他動(dòng)物帶到其他地方，胞囊遇到適宜環(huán)境胞殼破裂，恢復(fù)蟲(chóng)體形狀。

第二節(jié) 微型后生動(dòng)物

后生動(dòng)物也稱(chēng)多細(xì)胞動(dòng)物。在水處理工作中常見(jiàn)的后生動(dòng)物主要是形體微小的后生動(dòng)物，主要有輪蟲(chóng)、線(xiàn)蟲(chóng)、寡毛蟲(chóng)、浮游甲殼動(dòng)物、苔蘚動(dòng)物。

一、輪蟲(chóng)

輪蟲(chóng)是多細(xì)胞動(dòng)物中比較簡(jiǎn)單的一種。其身體前端有一個(gè)頭冠，頭冠上有一列、二列或多列纖毛形成纖毛環(huán)。纖毛環(huán)經(jīng)常擺動(dòng)，將細(xì)菌和有機(jī)顆粒等引入口部，纖毛環(huán)既是是輪蟲(chóng)的進(jìn)食工具，又是行動(dòng)工具。輪蟲(chóng)因其纖毛環(huán)擺動(dòng)時(shí)狀如旋轉(zhuǎn)的輪盤(pán)而得名。形態(tài)、生理

形態(tài)：長(zhǎng)度約400~4000um，多數(shù)在500um左右，需在顯微鏡下觀察。身體為長(zhǎng)形，分頭部、軀干和尾部。頭部有輪盤(pán)，其咽內(nèi)有一個(gè)幾丁質(zhì)的咀嚼器。軀干呈圓筒形，背腹扁寬，具刺或棘，外面有透明的角質(zhì)甲膜，尾部末端有分叉的趾，內(nèi)有腺體分泌的粘液，借以固著在其他物體上。

生理：適應(yīng)pH范圍廣，以pH6.8左右生活的種類(lèi)較多。輪蟲(chóng)以小的原生動(dòng)物和有機(jī)顆粒等為食物，在廢水的生物處理中有一定的凈化作用。

生殖：雌雄異體，雄體比雌體小得多，并退化，有性生殖少，多為孤雌生殖。指示生物作用

當(dāng)活性污泥中出現(xiàn)輪蟲(chóng)時(shí)，往往表明處理效果良好。但如數(shù)量太多，則是污泥膨脹的的前兆。此時(shí)輪蟲(chóng)有可能破壞污泥的結(jié)構(gòu)，使污泥松散而上浮。輪蟲(chóng)在水源水中大量繁殖時(shí)，有可能阻塞水廠(chǎng)的砂濾池。目前發(fā)現(xiàn)的輪蟲(chóng)有252種，活性污泥中常見(jiàn)的輪蟲(chóng)有轉(zhuǎn)輪蟲(chóng)、紅眼旋輪蟲(chóng)等。

二、線(xiàn)蟲(chóng)

屬于線(xiàn)形動(dòng)物門(mén)的線(xiàn)形綱。線(xiàn)蟲(chóng)為長(zhǎng)形，形體微小，多在1mm以下。線(xiàn)蟲(chóng)有好氧和兼性厭氧的，兼性厭氧者在缺氧時(shí)大量繁殖。線(xiàn)蟲(chóng)是污水凈化程度差的指示生物。

三、寡毛類(lèi)動(dòng)物

屬環(huán)節(jié)動(dòng)物門(mén)寡毛綱，比輪蟲(chóng)和線(xiàn)蟲(chóng)高級(jí)。身體細(xì)長(zhǎng)分節(jié)，每節(jié)兩側(cè)有剛毛，靠剛毛爬行運(yùn)動(dòng)。在水中的小蟲(chóng)或其幼蟲(chóng)還有搖蚊幼蟲(chóng)、蜂蠅幼蟲(chóng)和顫蚯蚓，這些生物也可以作為指示生物。如指示水中的溶解氧濃度。后生動(dòng)物比原生動(dòng)物對(duì)水中的溶解氧更敏感，水中無(wú)后生動(dòng)物生長(zhǎng)，往往說(shuō)明溶解氧不足。

四、浮游甲殼動(dòng)物

甲殼動(dòng)物是魚(yú)類(lèi)的基本食料。廣泛分布于河流、湖泊和水塘等淡水水體及海洋中，以淡水種為多。這類(lèi)生物的主要特點(diǎn)是具有堅(jiān)硬的甲殼，水生浮游生活。是水體污染和水體自?xún)舻闹甘旧?。常?jiàn)的有劍水蚤和水蚤，屬節(jié)肢動(dòng)物門(mén)的甲殼綱。?在給水排水工程中常見(jiàn)的甲殼類(lèi)動(dòng)物有水蚤。甲殼類(lèi)動(dòng)物以細(xì)菌和藻類(lèi)為食料。應(yīng)用：去除氧化塘中過(guò)多的藻類(lèi)。但它們?nèi)舸罅糠敝常赡苡绊懰畯S(chǎng)濾池的正常運(yùn)行。

第三節(jié) 藻類(lèi)

一、藻類(lèi)一般特征

具有葉綠體，光能自養(yǎng)型，進(jìn)行光合作用。少數(shù)藻類(lèi)營(yíng)腐生，極少數(shù)與其他生物共生。繁殖方式有有性生殖和無(wú)性生殖。分布廣泛。已發(fā)現(xiàn)22000種，估計(jì)只是總數(shù)的十分之一。根據(jù)形、色、結(jié)構(gòu)等，將藻類(lèi)分為十一門(mén)，即藍(lán)藻、裸藻、綠藻、隱藻、輪藻、金藻、黃藻、硅藻、甲藻、褐藻、紅藻。

二、藻類(lèi)的分類(lèi)及各門(mén)特征簡(jiǎn)介 藍(lán)藻門(mén)

即藍(lán)細(xì)菌，見(jiàn)原核微生物一章。2 裸藻門(mén)

裸藻門(mén)的藻類(lèi)叫裸藻。因不具細(xì)胞壁而得名。它們有鞭毛能運(yùn)動(dòng)，動(dòng)物學(xué)將它們列入原生動(dòng)物門(mén)的鞭毛綱。絕大多數(shù)裸藻具有葉綠體，內(nèi)含葉綠素a、b，β-胡蘿卜素、三種葉黃素。柄裸藻屬以膠柄相連接成群體。其它的裸藻全是游動(dòng)型的個(gè)體，含光合色素的裸藻進(jìn)行光合作用，即植物性營(yíng)養(yǎng)。不含色素的裸藻營(yíng)腐生性營(yíng)養(yǎng)或全動(dòng)性營(yíng)養(yǎng)。

裸藻的繁殖方式為縱裂。代表屬有：囊裸藻屬、扁裸藻屬、柄裸藻屬及裸藻屬。綠藻門(mén)

綠藻門(mén)的藻類(lèi)叫綠藻。它們形體多樣，有單細(xì)胞的個(gè)體、群體和絲狀體。個(gè)體的形態(tài)也多樣。單細(xì)胞個(gè)體的綠藻具有2~4根頂生的、等長(zhǎng)的尾鞭型鞭毛。它們含有較多葉綠素a、b，β-胡蘿卜素、葉黃素。其貯存物為淀粉和油類(lèi)，葉綠體內(nèi)有一至幾個(gè)有鞘的造粉核。

綠藻的繁殖方式為無(wú)性生殖和有性生殖。

綠藻的代表屬有：衣藻屬、小球藻屬、盤(pán)藻屬、實(shí)球藻屬、空球藻屬、團(tuán)藻屬、柵藻屬、盤(pán)星藻屬、新月藻屬、鼓藻屬、雙星藻屬、水綿藻屬等。輪藻門(mén)

輪藻門(mén)的藻類(lèi)叫輪藻。它們的細(xì)胞結(jié)構(gòu)、光合色素和貯存物與綠藻大致相同，不同的是有大型的頂細(xì)胞，有節(jié)和節(jié)間，節(jié)上有輪生的分支。為卵配生殖。在淡水和半咸水中生長(zhǎng)。金藻門(mén)

金藻門(mén)的藻類(lèi)叫金藻。金藻形體多樣，有個(gè)體和群體。具有一或二根鞭毛，少數(shù)有三根鞭毛。體內(nèi)葉黃素和β-胡蘿卜素占優(yōu)勢(shì)，藻體呈現(xiàn)黃綠色和金棕色。貯存物有金藻糖和油。

金藻的代表屬有：魚(yú)鱗藻屬、合尾藻屬和鐘罩藻屬 6 黃藻門(mén)

黃藻門(mén)的藻類(lèi)叫黃藻。黃藻的細(xì)胞壁大多數(shù)由兩個(gè)半片套組成，含較多的果膠質(zhì)，體內(nèi)含葉綠素a、c，β-胡蘿卜素和葉黃素，貯存物為油。絕大多數(shù)黃藻為淡水產(chǎn)的。

代表屬有：黃絲藻屬、黃群藻屬和擬黃群藻屬。7 硅藻門(mén)

細(xì)胞壁中富含硅，單細(xì)胞，形狀各異。特征：由上下殼組成 顏色：黃綠色和黃褐色

第四節(jié) 真菌

一、酵母菌

酵母菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)

細(xì)胞壁、細(xì)胞質(zhì)膜、細(xì)胞核、細(xì)胞質(zhì)及內(nèi)含物。酵母菌的細(xì)胞壁組分與細(xì)菌不同，含葡聚糖、甘露聚糖、蛋白質(zhì)及脂類(lèi)。啤酒酵母還含有幾丁質(zhì)。

酵母菌的繁殖及生活史 1 無(wú)性繁殖

芽殖：主要的無(wú)性繁殖方式，成熟細(xì)胞長(zhǎng)出一個(gè)小芽，到一定程度后脫離母體繼續(xù)長(zhǎng)成新個(gè)體。

裂殖：少數(shù)酵母菌可以象細(xì)菌一樣借細(xì)胞橫割分裂而繁殖，例如裂殖酵母。有性繁殖

酵母菌以形成子囊和子囊孢子的形式進(jìn)行有性繁殖：兩個(gè)性別不同的單倍體細(xì)胞靠近，相互接觸；接觸處細(xì)胞壁消失，質(zhì)配；核配，形成二倍體核的接合子：以二倍體方式進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞生長(zhǎng)繁殖，獨(dú)立生活；下次有性繁殖前進(jìn)行減數(shù)分裂。進(jìn)行減數(shù)分裂，形成4個(gè)或8個(gè)子囊孢子，而原有的營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞就成為子囊。子囊孢子萌發(fā)形成單倍體營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞。生活史

酵母菌單倍體和雙倍體細(xì)胞均可獨(dú)立存在，有三種類(lèi)型：

(1)營(yíng)養(yǎng)體只能以單倍體形式存在（核配后立即進(jìn)行減數(shù)分裂）(2)營(yíng)養(yǎng)體只能以雙倍體形式存在（核配后不立即進(jìn)行減數(shù)分裂）(3)營(yíng)養(yǎng)體既可以單倍體也可以雙倍體形式存在，都可進(jìn)行出芽繁殖。酵母菌中尚未發(fā)現(xiàn)其有性階段的被稱(chēng)為假酵母。酵母菌在固體培養(yǎng)基上的培養(yǎng)特征

大多數(shù)酵母菌的菌落特征與細(xì)菌相似，但比細(xì)菌菌落大而厚，菌落表面光滑、濕潤(rùn)、粘稠，容易挑起，菌落質(zhì)地均勻，正反面和邊緣、中央部位的顏色都很均一，菌落多為乳白色，少數(shù)為紅色，個(gè)別為黑色。酵母菌在液體培養(yǎng)基中的生長(zhǎng)特征

不同種的酵母菌表現(xiàn)不一樣，有的在培養(yǎng)基液面上形成薄膜，有的酵母菌沉淀在瓶底。發(fā)酵型的酵母菌產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w使培養(yǎng)基表面充滿(mǎn)泡沫。

二、霉菌

“絲狀真菌”的統(tǒng)稱(chēng)，不是分類(lèi)學(xué)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(chēng)為菌絲體（mycelium）。

霉菌在自然界分布極廣，土壤、水域、空氣、動(dòng)植物體內(nèi)外均有它們的蹤跡。常在潮濕的氣候下大量生長(zhǎng)繁殖，長(zhǎng)出肉眼可見(jiàn)的絲狀、絨狀或蛛網(wǎng)狀的菌絲體，有較強(qiáng)的陸生性。它們同人類(lèi)的生產(chǎn)、生活關(guān)系密切，是人類(lèi)實(shí)踐活動(dòng)中最早認(rèn)識(shí)和利用的一類(lèi)微生物。

食物、工農(nóng)業(yè)制品的霉變（據(jù)統(tǒng)計(jì)全世界平均每年由于霉變而不能食（飼）用的谷物約占2%，這是一筆相當(dāng)驚人的經(jīng)濟(jì)損失。）。有用物品的生產(chǎn)（如風(fēng)味食品、酒精、抗生素、有機(jī)酸、酶制劑、維生素、甾體激素等）。在農(nóng)業(yè)上用于飼料發(fā)酵、植物生長(zhǎng)刺激素、殺蟲(chóng)農(nóng)藥等。鐮刀霉分解無(wú)機(jī)氰化物的能力強(qiáng)，對(duì)水中氰化物的去除率達(dá)90%以上。有的霉菌還可以處理含硝基化合物廢水。腐生型霉菌在自然界物質(zhì)轉(zhuǎn)化中也有十分重要的作用。

霉菌能夠引起動(dòng)植物疾病，可引起約3萬(wàn)種植物病害，是植物傳染性病害的主要病原微生物。霉菌可引起多種人及動(dòng)物的皮膚疾病及其他一些深層病變，如既可侵害皮膚、粘膜，又可侵害肌肉、骨骼、內(nèi)臟，如可引起肺炎，此外，一些被霉菌感染的食品也可使人得病，如大米、花生中黃曲霉素、黃米毒素等均可引起動(dòng)物致癌。霉菌的形態(tài)、大小

構(gòu)成霉菌營(yíng)養(yǎng)體的基本單位是菌絲。菌絲是一種管狀的細(xì)絲，直徑一般為3~10微米，分為兩部分，即營(yíng)養(yǎng)菌絲和氣生菌絲。營(yíng)養(yǎng)菌絲深入培養(yǎng)基內(nèi)或匍匐盤(pán)生在培養(yǎng)基的表面，攝取營(yíng)養(yǎng)和排泄廢物；氣生菌絲生長(zhǎng)在培養(yǎng)基上方的空氣中，長(zhǎng)出分生孢子梗和分生孢子。菌絲可伸長(zhǎng)并產(chǎn)生分枝，許多分枝的菌絲相互交織在一起，就叫菌絲體。霉菌是由分枝或不分支的菌絲交織形成的菌絲體。霉菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)

由細(xì)胞壁、細(xì)胞質(zhì)膜、細(xì)胞核、細(xì)胞質(zhì)及內(nèi)含物等組成。大多數(shù)霉菌細(xì)胞壁中含有幾丁質(zhì)，少數(shù)含有纖維素，能被蝸牛酶水解。霉菌菌落的特點(diǎn)

由于霉菌的菌絲較粗而長(zhǎng)，因而霉菌的菌落較大，有的霉菌的菌絲蔓延，沒(méi)有局限性，其菌落可擴(kuò)展到整個(gè)培養(yǎng)皿，有的種則有一定的局限性，直徑1~2厘米或更小。菌落質(zhì)地一般比放線(xiàn)菌疏松，外觀干燥，不透明，呈現(xiàn)或緊或松的蛛網(wǎng)狀、絨毛狀或棉絮狀；菌落與培養(yǎng)基的連接緊密，不易挑?。痪湔疵娴念伾瓦吘壟c中心的顏色常不一致。霉菌的繁殖

霉菌有著極強(qiáng)的繁殖能力，而且繁殖方式也是多種多樣的。在自然界中，霉菌主要依靠產(chǎn)生形形色色的無(wú)性或有性孢子進(jìn)行繁殖。

第四章 微生物的生理

講 授 人: 佘秋生 學(xué) 時(shí)：4 教學(xué)方法: 講授

教學(xué)手段: 板書(shū)、多媒體 教學(xué)目的:

1、了解微生物的生理代謝分類(lèi)、本質(zhì)、特點(diǎn) 重點(diǎn)難點(diǎn): 微生物代謝的化學(xué)本質(zhì)及分類(lèi)

第一節(jié) 微生物的酶

微生物的營(yíng)養(yǎng)和代謝需在酶的參與下才能正常進(jìn)行。酶是動(dòng)物、植物及微生物等生物體內(nèi)合成的，催化生物化學(xué)反應(yīng)的，并傳遞電子、原子和化學(xué)基團(tuán)的生物催化劑。微生物種類(lèi)繁多，酶的種類(lèi)也繁多。

一、酶的組成

根據(jù)酶的組成情況，可以將酶分為兩大類(lèi)：

單成分酶：它們的組成為單一蛋白質(zhì)。全酶：某些酶分子中除了蛋白質(zhì)外，還含有非蛋白組分。全酶的蛋白質(zhì)部分稱(chēng)為酶蛋白，非蛋白質(zhì)部分包括輔酶及金屬離子(或輔助因子cofactor)。酶蛋白與輔助因子組成的完整分子稱(chēng)為全酶。全酶中的各種成分缺一不可，否則全酶會(huì)喪失催化特性，單純的酶蛋白無(wú)催化功能。

酶的組成用下式表示：

單成分酶＝酶蛋白 如水解酶類(lèi) 全酶＝酶蛋白＋有機(jī)物 如各種脫氫酶類(lèi) 全酶＝酶蛋白＋有機(jī)物＋金屬離子 如丙酮酸脫氫酶 全酶＝酶蛋白＋金屬離子 如細(xì)胞色素氧化酶

酶各組分的功能：酶蛋白起加速生物化學(xué)反應(yīng)的作用；輔基和輔酶起傳遞電子、原子、化學(xué)基團(tuán)的作用；金屬離子除傳遞電子外，還起激活劑的作用。

幾種重要的輔助因子：

某些小分子物質(zhì)與酶蛋白結(jié)合在一起并協(xié)同實(shí)施催化作用，這類(lèi)分子被稱(chēng)為輔助因子。輔助因子是一類(lèi)具有特殊化學(xué)結(jié)構(gòu)和功能的物質(zhì)。參與的酶促反應(yīng)主要為氧化-還原反應(yīng)或基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng)。輔酶A(CoA)：它的分子結(jié)構(gòu)含腺嘌呤核苷酸、泛酸和基乙胺等部分，在糖代謝和脂肪代謝中起重要作用，是生物體內(nèi)代謝反應(yīng)中乙?；傅妮o酶，主要在反應(yīng)中起傳遞?；饔?，是形成代謝中間產(chǎn)物的重要輔酶。CH3OHOCH2COOOPOPOHOHOPOHOOHOCH2NONOHNCHCNH2NCH3ONHCH2CH2CNHCH2CH2SH2 NAD 和NADP：NAD(煙酰胺-腺嘌呤二核苷酸，又稱(chēng)輔酶I)和NADP+(煙酰胺-腺嘌呤磷酸二核苷酸，又稱(chēng)輔酶II)，是多種重要脫氫酶的輔酶。

NH2CONH2OON+--+++

NNNOCH2OPOPOCH2NOOOOHOHOHOH(OPO3H2)3 FAD和FMN：FAD(黃素-腺嘌呤二核苷酸)和FMN(黃素單核苷酸)，兩者均為黃素酶類(lèi)，是氨基酸氧化酶和琥珀酸脫氫酶的輔基，在脫氫酶催化的氧化-還原反應(yīng)中，起著電子和質(zhì)子的傳遞體作用。

OHOHOHOHNNNCOFMN FADONNNNNH2OHOH

CH2CHCHCHCH2OPOCH2OCH3CH3CNHO4 輔酶Q(CoQ)：又稱(chēng)為泛醌。輔酶Q的活性部分是它的醌環(huán)結(jié)構(gòu)，主要功能是作為線(xiàn)粒體呼吸鏈氧化-還原酶的輔酶，在酶與底物分子之間傳遞電子。

OCH3OCH3OOCH3(CH2CHCCH2)nHCH3n=6-10

硫辛酸：硫辛酸是少數(shù)不屬于維生素的輔酶。硫辛酸是6,8-二硫辛酸，有兩種形式，即硫辛酸（氧化型）和二氫硫辛酸（還原型）。

S C H S C H CH H 2C H 2C O H 2C H2C OCH 2 焦磷酸硫胺素(TPP)：脫羧酶的輔酶。

磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺：磷酸吡多素是轉(zhuǎn)氨酶的輔酶，轉(zhuǎn)氨酶通過(guò)磷酸吡多醛和磷酸吡多胺的相

互

OCH2OPNOHOHHOH3CN轉(zhuǎn)換，起轉(zhuǎn)移氨

O基的作用。CHOHOH3CCH2NH2CH2OPOHOH磷酸吡哆醛 磷酸吡哆胺

和固定CO2的作用。

OCHNNH 生物素：羧化酶的輔酶。生物素的功能是作為CO2的遞體，在生物合成中起傳遞H2CSCH(CH2)4COOH9 四氫葉酸(FH4或THFA)：合成酶的輔酶，其前體是葉酸(又稱(chēng)為蝶酰谷氨酸，維生素B11)。四氫葉酸的主要作用是作為一碳基團(tuán)，如-CH3,-CH2-,-CHO 等的載體，參與多種生物合成過(guò)程。

HH2NNOHNNNHHHCH2NHHOCOOHCH2CH2CNHCHCOOH

二、酶蛋白的結(jié)構(gòu)

大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，具有蛋白質(zhì)的一切特性。由20種氨基酸組成，有一、二、三、四級(jí)結(jié)構(gòu)。一級(jí)結(jié)構(gòu)是指多肽鏈本身的結(jié)構(gòu)。二級(jí)結(jié)構(gòu)是指多肽鏈形成的初級(jí)空間結(jié)構(gòu)，由氫鍵維持其穩(wěn)定性。氫鍵受到破壞時(shí)，其緊密的空間結(jié)構(gòu)變得松散，多肽鏈展開(kāi)，酶蛋白即變性。三級(jí)結(jié)構(gòu)是在二級(jí)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，多肽鏈進(jìn)一步彎曲纏繞形成的更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，由氫鍵、鹽鍵及疏水鍵等維持三級(jí)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。四級(jí)結(jié)構(gòu)由幾個(gè)或幾十個(gè)亞基形成。亞基是由一條或幾條多肽鏈在三級(jí)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上形成的小單位，亞基之間以氫鍵、鹽鍵、疏水鍵及范德華力等相連。酶蛋白具有變性、復(fù)性現(xiàn)象。

三、酶的活性中心

酶蛋白分子中與底物結(jié)合，并起催化作用的小部分氨基酸微區(qū)即為酶的活性中心。構(gòu)成活性中心的微區(qū)或處在同一條肽鏈的不同部位，或處在不同肽鏈上；在多肽鏈盤(pán)曲成一定空間構(gòu)型時(shí)，它們按一定位置靠近在一起，形成特定的酶活性中心。酶的活性中心分二個(gè)功能部位：結(jié)合部位和催化部位。兩個(gè)部位各有其作用，酶的活性中心對(duì)催化作用至關(guān)重要，但其他部位也很重要，因?yàn)樗鼈冊(cè)诰S持酶的空間結(jié)構(gòu)，保持酶的活性中心和催化作用等方面都起著不同程度的作用。

四、酶的分類(lèi)與命名

酶的分類(lèi)

根據(jù)酶所催化的反應(yīng)類(lèi)型，把酶劃分為6類(lèi): 水解酶：催化底物的加水分解反應(yīng)。主要包括淀粉酶、蛋白酶、核酸酶及脂酶等。如脂肪酶(Lipase)催化的脂的水解反應(yīng)。

氧化-還原酶：催化氧化-還原反應(yīng)。包括脫氫酶(dehydrogenase)和氧化酶(Oxidase)。如乳酸(Lactate)脫氫酶催化乳酸的脫氫反應(yīng)。

轉(zhuǎn)移酶：催化基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng)，即將一個(gè)底物分子的基團(tuán)或原子轉(zhuǎn)移到另一個(gè)底物的分子上。例如，谷丙轉(zhuǎn)氨酶催化的氨基轉(zhuǎn)移反應(yīng)。

裂合酶：催化從底物分子中移去一個(gè)基團(tuán)或原子形成雙鍵的反應(yīng)及逆反應(yīng)。主要包括醛縮酶、水化酶及脫氨酶等。

異構(gòu)酶：催化各種同分異構(gòu)體的相互轉(zhuǎn)化。例如，6-磷酸葡萄糖異構(gòu)酶催化的反應(yīng)。

合成酶，又稱(chēng)為連接酶，能夠催化C-C、C-O、C-N 以及C-S 鍵的形成反應(yīng)。這類(lèi)反應(yīng)必須與ATP分解反應(yīng)相互偶聯(lián)。

A + B + ATP + H-O-H = A-B + ADP +Pi 如CTP合成酶可催化UTP合成CTP。

酶的命名

(1)習(xí)慣命名法:①②③④⑤

① 根據(jù)其催化底物來(lái)命名；如淀粉酶、蛋白酶。

② 根據(jù)所催化反應(yīng)的性質(zhì)來(lái)命名；如水解酶、轉(zhuǎn)移酶、氧化酶等。③ 結(jié)合上述兩個(gè)原則來(lái)命名。

④ 有時(shí)在這些命名基礎(chǔ)上加上酶的來(lái)源或其它特點(diǎn)。如胃蛋白酶等。⑤根據(jù)酶在細(xì)胞的不同部位，分為胞外酶、胞內(nèi)酶和表面酶。

(2)國(guó)際系統(tǒng)命名法

系統(tǒng)名稱(chēng)包括底物名稱(chēng)、構(gòu)型、反應(yīng)性質(zhì)，最后加一個(gè)酶字。習(xí)慣名稱(chēng)：谷丙轉(zhuǎn)氨酶

系統(tǒng)名稱(chēng)：丙氨酸：?-酮戊二酸氨基轉(zhuǎn)移酶

催化的反應(yīng)：丙氨酸 + ?-酮戊二酸 ??丙酮酸 + 谷氨酸

五、酶的催化特性

催化劑的共性：

① 機(jī)理：降低反應(yīng)活化能，提高反應(yīng)速度，不改變平衡點(diǎn)； ② 只起催化作用，本身不消耗。酶的特點(diǎn)：

A.生物大分子：除極個(gè)別RNA為催化自身反應(yīng)的酶外，其余所有的酶都是蛋白質(zhì)。B.高效性：反應(yīng)速度是無(wú)酶催化或普通人造催化劑催化反應(yīng)速度的106~1016倍； C.酶的催化特性具有專(zhuān)一性，一種酶只作用于一種物質(zhì)或一類(lèi)物質(zhì)，且催化效率極高。D.反應(yīng)條件溫和：常溫、常壓、中性 酶與底物作用假說(shuō)：

鎖鑰學(xué)說(shuō)：認(rèn)為整個(gè)酶分子的天然構(gòu)象是具有剛性結(jié)構(gòu)的，酶表面具有特定的形狀。酶與底物的結(jié)合如同一把鑰匙對(duì)一把鎖一樣。

誘導(dǎo)契合學(xué)說(shuō)：該學(xué)說(shuō)認(rèn)為酶表面并沒(méi)有一種與底物互補(bǔ)的固定形狀，而只是由于底物的誘導(dǎo)才形成了互補(bǔ)形狀。

六、影響酶活力的因素

外界條件，如溫度、酸堿度等對(duì)生命活動(dòng)的影響，在很大程度上，是通過(guò)影響酶促反應(yīng)速度實(shí)現(xiàn)的。因而，人們也常常通過(guò)對(duì)這些因素的控制，影響生命機(jī)體內(nèi)酶促反應(yīng)的強(qiáng)度和方向，從而促使體內(nèi)代謝的調(diào)節(jié)和控制朝著有益于人們需要的方向發(fā)展。

影響酶促反應(yīng)速度的因素

A：酶的濃度對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響

酶促反應(yīng)溫度與酶的分子濃度成正比。當(dāng)?shù)孜锓肿訚舛茸銐驎r(shí)，酶分子越多，底物轉(zhuǎn)化的速度越快。但事實(shí)上，當(dāng)酶的濃度很高時(shí)，并不保持這種關(guān)系，曲線(xiàn)逐漸折向平緩。根據(jù)分析，這可能是高濃度的底物帶有較多的抑制劑所致。

B：底物濃度對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響

若酶的濃度為定值，底物的起始濃度較低時(shí)，酶促反應(yīng)速度與底物成正比，即隨底物濃度的增加而增加。當(dāng)所有的酶與底物結(jié)合后，即使在增加底物濃度，中間產(chǎn)物濃度也不會(huì)增加，酶促反應(yīng)速度也不會(huì)增加。而且，在底物濃度相同的情況下，酶促反應(yīng)速度與酶的初始濃度成正比。

C：pH對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響

酶在最適pH的范圍之內(nèi)表現(xiàn)出活性，大于或小于最適pH都會(huì)降低酶的活性。酶的最適pH值不是個(gè)常數(shù)，他隨酶的純度，底物的種類(lèi)和性質(zhì)，緩沖劑的種類(lèi)和性質(zhì)和抑制劑的性質(zhì)的改變而改變。PH對(duì)酶活力的影響主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：1改變底物分子和酶分子的帶電狀態(tài)，從而影響酶和底物的結(jié)合；2過(guò)高和過(guò)低的pH都會(huì)影響酶的穩(wěn)定性，進(jìn)而使酶受到不可逆的破壞。

D：溫度對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響

酶在最適溫度范圍之內(nèi)，酶活性最強(qiáng)，酶促反應(yīng)速度最大。在適宜的溫度范圍內(nèi)，溫度每升高10，酶促反應(yīng)速度可相應(yīng)提高1～2倍。不同微生物體酶的最適溫度不同。

E：激活劑對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響

能提高酶活性的物質(zhì)即為酶的激活劑。激活劑的種類(lèi)很多，許多酶只有當(dāng)某一種適當(dāng)?shù)募せ顒┐嬖跁r(shí)，才表現(xiàn)出催化活性或強(qiáng)化其他催化活性，這成為對(duì)酶的激活特性。

F：抑制劑對(duì)酶從反應(yīng)速度的影響

能減弱、抑制甚至破壞活性的物質(zhì)即為酶的抑制劑。它可以降低酶促反應(yīng)速度。對(duì)酶促反應(yīng)的抑制可分為競(jìng)爭(zhēng)性抑制和非競(jìng)爭(zhēng)性抑制。與底物結(jié)構(gòu)類(lèi)似的物質(zhì)爭(zhēng)先與酶的活性中心結(jié)合，從而降低酶促反應(yīng)速度，這種成為競(jìng)爭(zhēng)性抑制，是可逆性抑制，通過(guò)增加底物濃度最終可解除抑制，恢復(fù)酶的活性，此物質(zhì)成為競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑。抑制劑與酶活性中心以外的位點(diǎn)結(jié)合后，底物仍可為酶活性中心結(jié)合，但酶不顯示活性，即為非競(jìng)爭(zhēng)性抑制，是不可逆的，增加底物濃度并不能解除酶活性的影響，這種抑制劑為非競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑。

第二節(jié)

微生物營(yíng)養(yǎng)

一、微生物的化學(xué)組成

蛋白質(zhì)、核酸、多糖和脂質(zhì)這四類(lèi)生物大分子，占到細(xì)胞干重的96％，其余就是組成它們的單體以及無(wú)機(jī)鹽等。水也是微生物細(xì)胞的重要組成成分，通常微生物細(xì)胞的70％~90%是水，此外還有機(jī)酸、維生素、激素等有機(jī)化合物。這些形形色色的化學(xué)物質(zhì)均由碳、氫、氧、氮、磷、硫以及其他為數(shù)不多的化學(xué)元素構(gòu)成，而且這些化學(xué)元素都來(lái)自于胞外環(huán)境。微生物細(xì)胞利用含這些化學(xué)元素的物質(zhì)制造其細(xì)胞物質(zhì)和組分，并進(jìn)一步將它們組織成為微生物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)。

二、微生物的營(yíng)養(yǎng)物及營(yíng)養(yǎng)類(lèi)型

微生物需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)有水、碳素營(yíng)養(yǎng)源、氮素營(yíng)養(yǎng)源、無(wú)機(jī)鹽及生長(zhǎng)因子。1水

各類(lèi)微生物都含有大量水分，占90%左右。一般說(shuō)低等微生物含水量大于高等微生物,幼齡菌含水量大于老齡菌。

水的作用：①微生物機(jī)體重要組成；② 直接參加各種代謝反應(yīng)；③是微生物代謝反應(yīng)的中間介質(zhì)；④ 調(diào)節(jié)微生物細(xì)胞溫度；⑤水維持細(xì)胞膨壓。碳源和能源

（1）碳源種類(lèi)：有機(jī)物、無(wú)機(jī)碳化合物。隨微生物種類(lèi)不同，各有偏好。

（2）微生物的能源種類(lèi)：化學(xué)能、光能。所有微生物細(xì)胞內(nèi)能量傳遞體都是ATP。

① 無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)微生物（自養(yǎng)微生物）

光能自養(yǎng)微生物：紫硫細(xì)菌和綠硫細(xì)菌①②④⑤

紫硫、綠硫細(xì)菌代謝方式：

光照

CO2 + H2S → [CH2O]（糖）+ H2O + 2S↓ 菌綠素（與葉綠素大同小異）化能自養(yǎng)微生物（有氧）

2-自養(yǎng)-碳源CO3

2+化能-以 S、H2S、H2、NH3、Fe物質(zhì)氧化產(chǎn)能

②有機(jī)營(yíng)養(yǎng)微生物（異養(yǎng)微生物）

有機(jī)（異養(yǎng)）-以有機(jī)物為碳源。

污水處理中異養(yǎng)產(chǎn)能率高、有機(jī)污染物充足，異養(yǎng)菌是污水處理的主角 光能異養(yǎng)微生物（無(wú)氧有光）光能+色素

有機(jī)物 + CO2 → 菌體 [CH2O] 利用小分子有機(jī)物作碳源，主要指紅螺菌（有氧無(wú)光時(shí)可化能異養(yǎng)生存）氮源 可作為微生物氮源的物質(zhì)：有機(jī)氮（氨基酸和蛋白質(zhì)）、無(wú)機(jī)氮（N2、NH3、銨鹽、亞硝酸鹽、硝酸鹽）等。氮源的作用是提供微生物成為蛋白質(zhì)的原料。根據(jù)對(duì)氮源的要求不同，將微生物分為四類(lèi)：固氮微生物、利用無(wú)機(jī)氮作為氮源的微生物、需要某種氨基酸作為氮源的微生物、從分解蛋白質(zhì)中取得氨鹽或氨基酸的微生物。實(shí)驗(yàn)室中有機(jī)氮源-蛋白胨。無(wú)機(jī)鹽

陰離子鹽：磷酸鹽、硫酸鹽、氯化物、碳酸鹽、碳酸氫鹽。陽(yáng)離子鹽：氨、鉀、鈉、鈣、鎂、鐵的鹽。

P和S、Fe、Mg的需求量較大，同時(shí)還需要鋅、錳、鈷、鋁、銅、硼、釩、鎳等微量元素。

磷源比較單一，主要是無(wú)機(jī)磷酸鹽或偏磷酸鹽。

無(wú)機(jī)鹽的功能：

①細(xì)胞的組成成分;②酶的組成成分，維持酶的活性;③調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透壓、pH、Eh;④某些礦質(zhì)元素作為化能自養(yǎng)菌的能源。5 生長(zhǎng)因子

種類(lèi)：嘌呤、嘧啶類(lèi)、維生素類(lèi)

作用：嘌呤和嘧啶參與合成核酸和輔酶;維生素，重要輔酶

多數(shù)微生物不存在生長(zhǎng)因子問(wèn)題，只有少數(shù)微生物需要外界提供現(xiàn)成的生長(zhǎng)因子，才能生長(zhǎng)，如乳酸菌需要多種維生素，因此只能生活在這些物質(zhì)供應(yīng)充足的環(huán)境，如牛奶中、腸道。

三、碳氮磷比

在環(huán)境工程實(shí)際應(yīng)用中還應(yīng)注意：

1.營(yíng)養(yǎng)要求小范圍可改變

指微生物對(duì)碳源等的種類(lèi)、數(shù)量一定程度上可馴化適應(yīng)（酶的誘導(dǎo)、易變異）2.“營(yíng)養(yǎng)要平衡”，存在一定比例搭配的現(xiàn)象

主要是指碳氮磷的比例關(guān)系，通常稱(chēng)碳氮磷比。如根瘤菌要求碳氮比為11.5：1，土壤中微生物混合群體要求碳氮比為25：1，污(廢)水生物處理中好氧微生物群體(活性污泥)要求為BOD5：N：P＝100：5：1。

城市生活污水不存在營(yíng)養(yǎng)不足的問(wèn)題，但有的工業(yè)廢水缺某種營(yíng)養(yǎng)，當(dāng)營(yíng)養(yǎng)量不足時(shí)，應(yīng)供給或補(bǔ)足，但如果工業(yè)廢水不缺營(yíng)養(yǎng)，就切勿盲目補(bǔ)充！微生物往往先利用這類(lèi)現(xiàn)成的容易被吸收、利用的有機(jī)物質(zhì)，而不再利用工業(yè)廢水中難以吸收、利用的有機(jī)物，從而導(dǎo)致微生物分解特殊有機(jī)物的能力下降。這與微生物馴化正好相反（反馴化）。

四、培養(yǎng)基 培養(yǎng)基配制原則

（1）根據(jù)不同微生物的營(yíng)養(yǎng)需要配制不同的培養(yǎng)基。

（2）注意營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的濃度比和C/N比，一般微生物適應(yīng)C/N是25:1。（3）調(diào)節(jié)適宜的pH值，微生物在培養(yǎng)過(guò)程中會(huì)引起pH變化,為了保持培養(yǎng)基中有恒定的pH值,要加入一些緩沖劑或不溶性的碳酸鹽。

（4）根據(jù)培養(yǎng)微生物的目的決定成分的量。如培養(yǎng)目的的量為了得到大量的菌體,氮源要高,有利于菌體蛋白質(zhì)合成。

化能自養(yǎng)菌氧化硫桿菌的培養(yǎng)基：

粉末狀硫 10g KH2PO4 4g MgSO4 0.5g CaCl2 0.5g(NH4)2SO4 0.4g FeSO4 0.01g 水 1000mL（自來(lái)水即可）

異養(yǎng)細(xì)菌的培養(yǎng)基中至少有一種有機(jī)物，實(shí)驗(yàn)室中通常是葡萄糖。大腸桿菌培養(yǎng)基：葡萄糖0.5g K2HPO4 1g MgSO40.2g NaCl5g NH4H2PO40.4g 水1000mL

五、培養(yǎng)基的類(lèi)別

根據(jù)培養(yǎng)基物理狀態(tài)、用途、組分組成分類(lèi) 1 根據(jù)物理狀態(tài)

分為固體培養(yǎng)基、半固體培養(yǎng)基和液體培養(yǎng)基

（1）液體培養(yǎng)基：廢水也可看作是一種廣義的液體培養(yǎng)基。

（2）固體培養(yǎng)基：向液體培養(yǎng)基中加入2％左右的瓊脂，加熱至100℃溶解，40℃下冷卻并凝固。

（3）半固體培養(yǎng)基：流動(dòng)性介于固體與液體之間。在液體培養(yǎng)基中加入0.5%或更低濃度的瓊脂。

半固體培養(yǎng)基中可以融入少量的溶解氧，這種培養(yǎng)基常被用于培養(yǎng)在較低氧濃度環(huán)境下才能最佳生長(zhǎng)的細(xì)菌。根據(jù)培養(yǎng)基組分

分為天然培養(yǎng)基、合成培養(yǎng)基和半合成培養(yǎng)基。（1）合成培養(yǎng)基：純化學(xué)試劑配制而成的培養(yǎng)基。

（2）天然培養(yǎng)基：純生物制品(細(xì)胞提取物)配制而成的培養(yǎng)基。常用的細(xì)菌肉湯培養(yǎng)基： 牛肉膏 3g 蛋白胨 5g 水 1000mL pH 7.2～7.4 優(yōu)點(diǎn)：營(yíng)養(yǎng)豐富、配制容易。缺點(diǎn)：質(zhì)量不穩(wěn)定、選擇性差。

（3）半合成培養(yǎng)基：優(yōu)缺點(diǎn)介于前兩者之間，因而使用最廣。3 根據(jù)培養(yǎng)基用途

分為基礎(chǔ)培養(yǎng)基、選擇培養(yǎng)基、鑒別培養(yǎng)基 基礎(chǔ)培養(yǎng)基：大多數(shù)微生物均可在上面生長(zhǎng)。

選擇培養(yǎng)基：利用微生物對(duì)各種化學(xué)物質(zhì)敏感程度的差異，在培養(yǎng)基中加入一些物質(zhì)，用以抑制非目的微生物的生長(zhǎng)并使所要分離的微生物生長(zhǎng)繁殖的培養(yǎng)基。

（1）投毒法

常用物質(zhì)為染料、膽汁酸鹽、金屬鹽類(lèi)、酸、堿和抗生素。

例如，欲分離古細(xì)菌，培養(yǎng)基中通常加入青霉素，古細(xì)菌就唯一分離并存活下來(lái)。膽汁酸鹽——抑制革蘭氏陽(yáng)性菌，能選擇性生長(zhǎng)革蘭氏陰性細(xì)菌。

（2）投其所好法

① 專(zhuān)一性營(yíng)養(yǎng)源培養(yǎng)法

待選細(xì)菌專(zhuān)門(mén)需要的某種碳源或氮源。例如篩選纖維素分解菌選用纖維素作為培養(yǎng)基中的唯一碳源。各類(lèi)降解石化廢水特殊有機(jī)物的細(xì)菌篩選通常是以這類(lèi)有機(jī)物為培養(yǎng)基中的唯一碳源，將目的細(xì)菌富集篩選下來(lái)。①②④⑤

② 理化因素控制法

理化因素-特殊的溫度、氧氣、pH、鹽度等環(huán)境條件。主要用于篩選極端環(huán)境微生物。如嗜鹽、嗜熱、嗜冷、嗜酸、嗜堿等的細(xì)菌，同時(shí)也被用于選擇性培養(yǎng)好氧或厭氧細(xì)菌。

鑒別培養(yǎng)基：幾種細(xì)菌由于對(duì)培養(yǎng)基中某一成分的分解能力不同，其菌落通過(guò)指示劑顯示出不同的顏色而被區(qū)分開(kāi)，這種起鑒別和區(qū)分作用的培養(yǎng)基叫做鑒別培養(yǎng)基。如EMB培養(yǎng)基。

六、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入微生物細(xì)胞的方式

對(duì)絕大多數(shù)屬于滲透營(yíng)養(yǎng)型的微生物來(lái)說(shuō)，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)通過(guò)細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞的問(wèn)題，是一個(gè)較復(fù)雜又很重要的生理學(xué)問(wèn)題。

細(xì)胞壁在營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)運(yùn)送上不起多大作用，僅簡(jiǎn)單地排阻分子量過(guò)大（＞600Da）的溶質(zhì)的進(jìn)入，細(xì)胞膜則是控制營(yíng)養(yǎng)物進(jìn)入和代謝產(chǎn)物排出的主要屏障。

細(xì)胞膜以四種方式控制物質(zhì)的運(yùn)送，即單純擴(kuò)散（被動(dòng)擴(kuò)散）、促進(jìn)擴(kuò)散、主動(dòng)運(yùn)送和基團(tuán)移位（基團(tuán)轉(zhuǎn)位），其中尤以主動(dòng)運(yùn)送為最重要。被動(dòng)擴(kuò)散（單純擴(kuò)散、被動(dòng)運(yùn)送）。細(xì)胞膜這層疏水性屏障可以通過(guò)物理擴(kuò)散方式讓許多小分子、非電離分子尤其是親脂性的分子被動(dòng)地通過(guò)，這就是單純擴(kuò)散。單純擴(kuò)散不是細(xì)胞獲取營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的主要方式，因?yàn)榧?xì)胞既不能通過(guò)它來(lái)選擇必需的營(yíng)養(yǎng)成分，也不能將稀溶液中的溶質(zhì)分子進(jìn)行逆濃度梯度運(yùn)送，以滿(mǎn)足細(xì)胞的需要。促進(jìn)擴(kuò)散與單純擴(kuò)散的一個(gè)主要差別，是在溶質(zhì)的運(yùn)送過(guò)程中，必須借助于膜上底物特異性載體蛋白的參與。促進(jìn)擴(kuò)散只能把環(huán)境中濃度較高的分子加速擴(kuò)散到細(xì)胞內(nèi)，直至膜兩側(cè)的溶質(zhì)濃度相等時(shí)為止，而決不能引起溶質(zhì)的逆濃度梯度運(yùn)送。因此，它只對(duì)生長(zhǎng)在高營(yíng)養(yǎng)物濃度下的微生物發(fā)揮作用。主動(dòng)運(yùn)輸是微生物吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的主要機(jī)制。其特點(diǎn)是它的特異性載體蛋白在運(yùn)送溶質(zhì)的過(guò)程中，需要提供能量（ATP等）；同時(shí)，它可逆濃度梯度進(jìn)行運(yùn)送，從而使生活在低營(yíng)養(yǎng)環(huán)境下的微生物能獲得濃縮形式的營(yíng)養(yǎng)物。

基團(tuán)移位也是一種既需特異性載體蛋白又須耗能的運(yùn)送方式，但溶質(zhì)在運(yùn)送前后會(huì)發(fā)生分子結(jié)構(gòu)的變化，因而不同于上述的主動(dòng)運(yùn)送。

第三節(jié) 微生物的產(chǎn)能代謝

微生物的能量代謝：

微生物細(xì)胞的各項(xiàng)活動(dòng)，如物質(zhì)運(yùn)輸、合成代謝、分解代謝、細(xì)胞分裂和鞭毛運(yùn)動(dòng)等都要利用能量。熱力學(xué)第一定律指出，能量即不能創(chuàng)生，也不能消滅，只能從一種形式轉(zhuǎn)變成另一種形式。微生物體內(nèi)的這種能量轉(zhuǎn)變過(guò)程稱(chēng)為微生物的能量代謝。

生物能及其存在形式：

ATP是生物能存在的主要形式。在微生物的呼吸過(guò)程中，底物的氧化分解產(chǎn)生能量；同時(shí)，微生物將能量用于細(xì)胞組分的合成。在這兩者之間存在能量轉(zhuǎn)移中心-ATP。ATP是能夠被生物細(xì)胞直接利用的能量形式。

ATP產(chǎn)生方式：底物磷酸化、氧化磷酸化和光合磷酸化。底物磷酸化：厭氧微生物或兼性厭氧微生物在基質(zhì)氧化過(guò)程中，產(chǎn)生一種含高自由能的中間體，這一中間體將高能鍵交給ADP，使ADP磷酸化而生成ATP。

氧化磷酸化：好氧微生物在呼吸時(shí)，通過(guò)電子傳遞體系產(chǎn)生ATP的過(guò)程叫氧化磷酸化。光合磷酸化：光引起葉綠素、菌綠素或菌紫素逐出電子，通過(guò)電子傳遞產(chǎn)生ATP的過(guò)程叫光合磷酸化。

呼吸作用是微生物ATP的生成的主要方式。

微生物的呼吸類(lèi)型有三類(lèi)：發(fā)酵、好氧呼吸及無(wú)氧呼吸。微生物的產(chǎn)能代謝是通過(guò)上述三種類(lèi)型呼吸作用來(lái)實(shí)現(xiàn)的，微生物從中獲得生命所需要的能量。

一 發(fā)酵

“發(fā)酵”這一名詞用得十分普遍。在發(fā)酵工業(yè)上，發(fā)酵是指任何利用好氧或厭氧微生物來(lái)生產(chǎn)有用代謝產(chǎn)物的一類(lèi)生產(chǎn)方式。在生物氧化或能量代謝中，發(fā)酵是指在無(wú)氧條件下，底物脫氫后所產(chǎn)生的還原力[H]不經(jīng)過(guò)呼吸鏈傳遞而直接交給某一內(nèi)源氧化性中間代謝產(chǎn)物的一類(lèi)低效產(chǎn)能反應(yīng)。

糖酵解也稱(chēng)EMP途徑或E-M途徑，糖酵解幾乎是所有具有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物所共有的主要代謝途徑。其過(guò)程如下：①②③④⑤

（1）葡萄糖形成葡糖-6-磷酸。

（2）葡糖-6-磷酸經(jīng)磷酸己糖異構(gòu)酶異構(gòu)成果糖-6-磷酸。

（3）果糖-6-磷酸通過(guò)磷酸果糖激酶催化成果糖-1，6-二磷酸。磷酸果糖激酶是EMP途徑中的一個(gè)關(guān)鍵酶，故它的存在就意味著該微生物具有EMP途徑。

（4）果糖-1，6-二磷酸在果糖二磷酸醛縮酶的催化下，分裂成磷酸二羥丙酮和甘油醛-3-磷酸兩個(gè)丙糖磷酸分子。

（5）磷酸二羥丙酮在丙糖磷酸異構(gòu)酶的作用下轉(zhuǎn)化成甘油醛-3-磷酸。

（6）甘油醛-3-磷酸在甘油醛-3-磷酸脫氫酶的催化下產(chǎn)生1，3-二磷酸甘油酸。（7）1，3-二磷酸甘油酸在磷酸甘油酸激酶的催化下形成3-磷酸甘油酸。（8）3-磷酸甘油酸在磷酸甘油酸變位酶的作用下轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸甘油酸。

（9）2-磷酸甘油酸在烯醇酶作用下經(jīng)脫水反應(yīng)而產(chǎn)生含有一個(gè)高能磷酸鍵的磷酸烯醇式丙酮酸。

（10）磷酸烯醇式丙酮酸在丙酮酸激酶的催化下產(chǎn)生了丙酮酸。

二、好氧呼吸 好氧呼吸是一種最普遍和最重要的生物氧化方式，其特點(diǎn)是在有氧條件下,底物按常規(guī)方式脫氫后，經(jīng)完整的呼吸鏈遞氫，最終由分子氧接受氫并產(chǎn)生水和釋放能量。葡萄糖通過(guò)糖酵解產(chǎn)生的丙酮酸，在有氧條件下，將進(jìn)入三羧酸循環(huán)進(jìn)行完全氧化，生成H2O 和CO2，并釋放出大量能量。丙酮酸的有氧氧化包括兩個(gè)階段： 第一階段：丙酮酸的氧化脫羧

丙酮酸 ?? 乙酰輔酶A（乙酰CoA）第二階段：三羧酸循環(huán)

乙酰CoA ?? H2O 和CO2，釋放出能量。（1）丙酮酸的氧化脫羧

丙酮酸氧化脫羧反應(yīng)是連接糖酵解和三羧酸循環(huán)的中間環(huán)節(jié)。（2）三羧酸循環(huán)（TCA）（Krebs 循環(huán)、克雷伯斯循環(huán)、檸檬酸循環(huán)）丙酮酸氧化脫羧產(chǎn)物乙酰CoA與草酰乙酸結(jié)合生成檸檬酸進(jìn)入循環(huán)。在循環(huán)過(guò)程中，乙酰CoA被氧化成 H2O 和CO2，并釋放出大量能量。①②③④⑤

① 乙酰CoA及草酰乙酸在檸檬酸合成酶催化下，縮合形成檸檬酸。

② 檸檬酸在順烏頭酸酶催化下，脫水生成順烏頭酸，再水化生成異檸檬酸。

③ 異檸檬酸在異檸檬酸脫氫酸催化下，脫氫形成草酰琥珀酸，草酰琥珀酸脫羧基形成α-酮戊二酸。

④ α-酮戊二酸在α-酮戊二酸脫氫酶系統(tǒng)催化下脫氫形成琥珀酰CoA。⑤ 琥珀酰CoA在有GDP+Pi存在下，由琥珀酰CoA合成酶，催化形成琥珀酸和GTP，GTP可轉(zhuǎn)化為ATP。

⑥ 琥珀酸在琥珀酸脫氫酶催化下形成延胡索酸。⑦ 延胡索酸在延胡索酶催化下形成蘋(píng)果酸。⑧ 蘋(píng)果酸在蘋(píng)果酸脫氫酶催化下，脫氫形成草酰乙酸。

NADH或琥珀酸所攜帶的高能電子通過(guò)呼吸鏈傳遞到O2的過(guò)程中，釋放出大量的能量。這種高能電子傳遞過(guò)程的釋能反應(yīng)與ADP和磷酸合成ATP的需能反應(yīng)相偶聯(lián)，是ATP形成的基本機(jī)制。

根據(jù)氧化-還原電勢(shì)與自由能變化關(guān)系式，計(jì)算出在NADH氧化過(guò)程中，有三個(gè)反應(yīng)的 ?G? <-30.5kJ/ mol。

NADH2 ? Q cyt.b ? cyt.c1 cyt.a a3 ? O2 ?G?-55.6kJ/mol-34.7 kJ/mol-102.1kJ/moL 這三個(gè)反應(yīng)分別與ADP的磷酰化反應(yīng)偶聯(lián)，產(chǎn)生3個(gè)ATP。這些反應(yīng)稱(chēng)為呼吸鏈的偶聯(lián)部位。

從琥珀酸 ? O2只產(chǎn)生2個(gè)ATP。

三、無(wú)氧呼吸

無(wú)氧呼吸（厭氧呼吸）是一類(lèi)呼吸鏈末端的氫受體為外源無(wú)機(jī)氧化物的生物氧化。這是一類(lèi)在無(wú)氧條件下進(jìn)行的產(chǎn)能效率較低的特殊呼吸。其特點(diǎn)是底物按常規(guī)途徑脫氫后，經(jīng)部分呼吸鏈遞氫，最終由氧化態(tài)的無(wú)機(jī)物受氫。硝酸鹽呼吸(反硝化作用)：

在無(wú)氧條件下，微生物利用硝酸鹽作為呼吸鏈的最終氫受體。NO3-被還原成NO2-、N2O和N2。其氫供體可以是葡萄糖、乙酸、甲醇等有機(jī)物，也可以是H2和NH3。

-C6H12O6 + 4NO3==2N2 + 6CO2 + 6H2O + 1756KJ

--5CH3COOH + 10 NO3==10CO2 + 6H2O + 4N2 + OH

-CH3OH + NO3==0.5N2 + 2H2O +CO2

-6H2 + 4NO3==N2 + 6H2O

NH3 + 4NO3==1.5N2+ 3H2O 反硝化菌：地衣芽孢菌屬、銅綠假單胞菌、脫氮球菌、脫氮硫桿菌等。都是兼性厭氧微生物，是自然界氮循環(huán)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)！硫酸鹽呼吸：

一種由硫酸鹽還原細(xì)菌把經(jīng)呼吸鏈傳遞的氫交給硫酸鹽這類(lèi)末端氫受體的一種厭氧呼吸。硫酸鹽還原的最終產(chǎn)物是H2S，自然界中的大多數(shù)H2S是由這一反應(yīng)產(chǎn)生的。Desulfovibrio desulfuricans（脫硫脫硫弧菌），D．gigas（巨大脫硫弧菌），Desulfotoma culumnigrificans（致黑脫硫腸狀菌）以及D．ruminis（瘤胃脫硫腸狀菌）等。硫呼吸: Desulfuromonas acetoxidans（氧化乙酸脫硫單胞菌）能進(jìn)行硫呼吸。其過(guò)程為無(wú)機(jī)硫作為無(wú)氧呼吸鏈的最終氫受體，結(jié)果硫被還原成H2S。碳酸鹽呼吸：

一類(lèi)以CO2作為無(wú)氧呼吸鏈的末端氫受體的無(wú)氧呼吸。根據(jù)其還原產(chǎn)物的不同，可分為兩種類(lèi)型，一類(lèi)是產(chǎn)甲烷菌產(chǎn)生甲烷的碳酸鹽呼吸，另一類(lèi)為產(chǎn)乙酸細(xì)菌產(chǎn)生乙酸的碳酸鹽呼吸。

細(xì)菌類(lèi)型：產(chǎn)甲烷菌、產(chǎn)乙酸菌。是廢水厭氧處理中關(guān)鍵性微生物。

+-產(chǎn)甲烷菌：4H2 + H + HCO3→CH4↑+ 3H2O +-產(chǎn)乙酸菌：4H2 + 2H + 2HCO3 → CH3COOH + 4H2O（氫來(lái)源于發(fā)酵）

第五章

微生物的生長(zhǎng)繁殖與生存因子

第一節(jié) 微生物的生長(zhǎng)繁殖

一、微生物生長(zhǎng)量的測(cè)定方法

（一）、直接計(jì)數(shù)法

直接測(cè)定法可以分為以下幾類(lèi)：

1.涂片染色法

將已知體積(0.01ml)的待測(cè)樣品，均勻地涂布在載玻片的已知面積內(nèi)(1cm2)，經(jīng)固定染色后，在顯微鏡下選擇若干個(gè)視野計(jì)算細(xì)胞的數(shù)量，每個(gè)視野的直徑和面積、對(duì)應(yīng)的微生物體積用目鏡測(cè)微尺測(cè)出，結(jié)合視野中的微生物數(shù)量從而推算0.01ml樣品的微生物數(shù)量。

2.計(jì)數(shù)器測(cè)定法

將菌液滴在血球計(jì)數(shù)板0.1ml 的計(jì)數(shù)格中，細(xì)菌被固定染色后，在顯微鏡下選擇數(shù)出若干個(gè)小格中的細(xì)菌數(shù)目，（一般數(shù)125個(gè)小格），根據(jù)比例關(guān)系折算出單位體積菌液中細(xì)菌的數(shù)量。

3.比例計(jì)數(shù)法

將待測(cè)樣品溶液與等體積的血液混合，然后涂片，在顯微鏡下測(cè)定細(xì)菌與紅血球數(shù)的比例，因血液中的紅血球數(shù)已知(男性400~500萬(wàn)個(gè)/ml，女性350~450萬(wàn)個(gè)/ml)，由此可以測(cè)得細(xì)菌數(shù)量。

4.比濁計(jì)數(shù)法

測(cè)定懸浮細(xì)胞的快速方法。

原理：細(xì)菌細(xì)胞是不完全透光的，光束通過(guò)懸浮液時(shí)會(huì)引起光的散射或吸收，降低透光度，在一定范圍內(nèi)透光度與溶液的混濁度即細(xì)胞濃度成正比，藉此可以測(cè)定細(xì)菌濃度。為了得到實(shí)際的細(xì)胞絕對(duì)含量，通常須將已知細(xì)胞濃度的樣品按上述測(cè)定程序制成標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)，然后根據(jù)透光度或光密度值從標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)中直接查得細(xì)菌含量。

（二）間接計(jì)數(shù)法

1.平板計(jì)數(shù)法

將待測(cè)細(xì)菌樣品先作10倍梯度稀釋?zhuān)缓笕∠鄳?yīng)稀釋度的樣品涂布于固體平板培養(yǎng)基上，或與未經(jīng)融化的固體培養(yǎng)基混合、搖勻，培養(yǎng)一定時(shí)間后觀察并計(jì)數(shù)生長(zhǎng)的菌數(shù)，最終根據(jù)細(xì)菌數(shù)和取樣量計(jì)算出細(xì)菌濃度。一般計(jì)數(shù)平板的細(xì)菌生長(zhǎng)菌落數(shù)以30~300個(gè)為宜。平板計(jì)數(shù)法是采用最廣的一種活菌計(jì)數(shù)法。

2.液體計(jì)數(shù)法（MPN法）

根據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)原理設(shè)計(jì)的一種方法。先將待測(cè)菌液作10倍梯度稀釋?zhuān)缓笕∠鄳?yīng)稀釋度的樣品分別接種到3管或5管一組液體培養(yǎng)基中，培養(yǎng)一定時(shí)間后，觀察各管及各組中細(xì)菌是否生長(zhǎng)、記錄結(jié)果，再查與之匹配的統(tǒng)計(jì)表，即最可能數(shù)表(MPN)，算出細(xì)菌的最終含量。因此，這種方法又叫最可能數(shù)法或MPN法。

3.薄膜過(guò)濾計(jì)數(shù)法

對(duì)于某些細(xì)菌含量較低的樣品(空氣或飲用水)，可采用薄膜計(jì)數(shù)法。將待測(cè)樣品通過(guò)帶有許多小孔但又不讓細(xì)菌透過(guò)的微孔濾膜，藉助膜的作用將細(xì)菌濃縮，再將膜放于固體培養(yǎng)基表面培養(yǎng)，然后類(lèi)似于平板計(jì)數(shù)那樣計(jì)算結(jié)果。這種計(jì)數(shù)法要求樣品中不得含有過(guò)多的懸浮性固體或小顆粒。

(三)重量法

細(xì)菌細(xì)胞盡管很微小，但是仍然具有一定的體積和重量，在細(xì)菌生長(zhǎng)過(guò)程中，測(cè)定單位體積液體中細(xì)菌群體重量變化直接表示細(xì)菌生長(zhǎng)數(shù)量的方法稱(chēng)為重量法。

1.測(cè)定細(xì)胞干重法

測(cè)定干重時(shí)，需先將細(xì)菌分離，再烘干稱(chēng)量。分離可采用離心法或過(guò)濾法。取已經(jīng)培養(yǎng)一段時(shí)間的待測(cè)細(xì)菌樣品，用離心機(jī)收集生長(zhǎng)后的細(xì)菌細(xì)胞，或用濾紙、濾膜過(guò)濾截取生長(zhǎng)后的細(xì)菌細(xì)胞，然后在105-110℃下進(jìn)行干燥，稱(chēng)取干燥后的重量，以此代表細(xì)菌生長(zhǎng)量的多少。水處理工程設(shè)施中的細(xì)菌生長(zhǎng)量通常采用這種細(xì)胞干重測(cè)定法。這種方法實(shí)際上測(cè)得的是水中懸浮物重量，如果水中非細(xì)菌類(lèi)的懸浮物很多的話(huà)，勢(shì)必會(huì)嚴(yán)重干擾細(xì)菌計(jì)數(shù)的結(jié)果。

2.細(xì)胞含N量法

生物細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)氮含量比較穩(wěn)定，一般為蛋白質(zhì)干重15~16％，平均為16％。單個(gè)細(xì)菌中的蛋白質(zhì)含量(10-15~10-11)g/細(xì)胞×(10～18％)細(xì)菌的數(shù)目=菌體蛋白質(zhì)-N ÷16% ÷單個(gè)細(xì)胞蛋白質(zhì)含量。

3.DNA含量法

同種細(xì)菌的DNA含量一致,可通過(guò)測(cè)定DNA的含量來(lái)表示細(xì)菌的生長(zhǎng)量。

二、研究微生物生長(zhǎng)的方法

微生物群體作為研究對(duì)象，來(lái)研究它們生長(zhǎng)，大體上可以分為兩種情況，一種是間歇式培養(yǎng)（分批式培養(yǎng)），另一種是連續(xù)式培養(yǎng)。通過(guò)測(cè)定細(xì)菌重量或數(shù)量隨培養(yǎng)時(shí)間延續(xù)的曲線(xiàn)關(guān)系來(lái)考察細(xì)菌的生長(zhǎng)特性。

（一）分批培養(yǎng)和生長(zhǎng)曲線(xiàn)

將少量單細(xì)胞微生物接種于一定量的液體培養(yǎng)基內(nèi)，在適宜的條件下培養(yǎng),并定時(shí)取樣測(cè)定活微生物數(shù)目的變化，叫做間歇培養(yǎng)（分批培養(yǎng)）。用坐標(biāo)法作圖,以時(shí)間為橫坐標(biāo),以單細(xì)胞微生物數(shù)量的對(duì)數(shù)為縱坐標(biāo),可以繪出一條有規(guī)律的曲線(xiàn),稱(chēng)為生長(zhǎng)曲線(xiàn)。

（1）停滯期

當(dāng)細(xì)菌被接種到新鮮培養(yǎng)基中，開(kāi)始一段時(shí)間內(nèi)，通常不立即進(jìn)行細(xì)胞分裂、增殖，生長(zhǎng)速率近于零，細(xì)胞數(shù)目幾乎保持不變，甚至稍有減少，這段時(shí)間被稱(chēng)為停滯期。

在實(shí)際工作中如接種菌種以啟動(dòng)新的水處理設(shè)施，投加新鮮污泥時(shí)，接種的細(xì)菌不習(xí)慣于新環(huán)境，會(huì)出現(xiàn)或長(zhǎng)或短的停滯期，停滯期的出現(xiàn)會(huì)增加操作時(shí)間，降低工作效率。可以通過(guò)增加接種量、采用最適種齡、選用繁殖速率快的菌種以及盡量保持接種前后所處的培養(yǎng)介質(zhì)和條件一致等方法來(lái)縮短或消除停滯期。

（2）對(duì)數(shù)期 ①特點(diǎn)

對(duì)數(shù)期的細(xì)胞分裂速度最快、繁殖一代的時(shí)間最短、代謝活動(dòng)旺盛、對(duì)環(huán)境變化敏感，并且細(xì)胞內(nèi)的核糖體等組分也像細(xì)胞數(shù)目一樣以同樣的對(duì)數(shù)生長(zhǎng)速率增加，細(xì)胞合成核糖體以及蛋白質(zhì)越多，其生長(zhǎng)速率也越快。

②細(xì)菌代時(shí)的計(jì)算

細(xì)菌的代時(shí)即世代時(shí)間，或稱(chēng)倍增時(shí)間。指細(xì)菌繁殖一代即個(gè)體數(shù)目增加一倍的時(shí)間。細(xì)菌代時(shí)的測(cè)定必須以對(duì)數(shù)期的細(xì)胞作為對(duì)象。

（3）靜止期

如果對(duì)數(shù)期的細(xì)胞分裂不受節(jié)制的連續(xù)進(jìn)行，理論上一個(gè)代時(shí)為20min。重10-12g的細(xì)菌，經(jīng)過(guò)48h的對(duì)數(shù)生長(zhǎng)之后，其群體重量可達(dá)到地球重量的4000倍。在一個(gè)封閉的系統(tǒng)中，細(xì)菌的對(duì)數(shù)生長(zhǎng)只能維持一個(gè)短暫的時(shí)期，最終生長(zhǎng)將會(huì)降低，代時(shí)延長(zhǎng)，細(xì)胞活力減退。此時(shí)新生的細(xì)胞數(shù)目與死亡的細(xì)胞數(shù)目相等，總菌數(shù)達(dá)到最大值，活菌數(shù)保持恒定。

特點(diǎn)：

靜止期細(xì)胞從生理上的年輕轉(zhuǎn)化為衰老，表現(xiàn)為細(xì)菌的代謝活力鈍化，細(xì)胞含有較少的核糖體，RNA和蛋白質(zhì)合成緩慢，mRNA的水平低下，因此細(xì)胞的生長(zhǎng)變得不平衡，細(xì)胞的形狀有的也發(fā)生改變。因不能維持細(xì)胞壁的合成與修復(fù)，細(xì)胞的染色特點(diǎn)也發(fā)生變化，如G轉(zhuǎn)變?yōu)镚。

4衰亡期

處于靜止期的細(xì)菌繼續(xù)培養(yǎng)，細(xì)胞的死亡率將逐漸增加，最終群體中活的細(xì)胞數(shù)目將以對(duì)數(shù)速率急劇下降，此階段就被稱(chēng)為衰亡期。

特點(diǎn)：

衰亡期細(xì)胞的總數(shù)雖然鏡檢直接計(jì)數(shù)可能會(huì)保持不變，但間接計(jì)數(shù)檢測(cè)到的細(xì)胞數(shù)目卻在減少，同時(shí)伴隨著細(xì)胞的裂解或自溶可釋放出一些代謝產(chǎn)物，如氨基酸、轉(zhuǎn)化酶、外膚酶或抗生素等。衰亡期的長(zhǎng)短與對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期一樣在不同微生物中變化是很大的，主要與菌種的遺傳特性有關(guān)。通過(guò)補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)和能源，以及中和環(huán)境毒性，可以減緩死亡期的細(xì)胞死亡速率，延長(zhǎng)細(xì)菌培養(yǎng)物的存活時(shí)間。

2連續(xù)培養(yǎng)

連續(xù)培養(yǎng)與間歇培養(yǎng)不同，它的特點(diǎn)是一方面連續(xù)進(jìn)料，另一方面又連續(xù)出料。分為兩種：恒濁連續(xù)培養(yǎng)和恒化連續(xù)培養(yǎng)。

（1）恒濁連續(xù)培養(yǎng)

一種使培養(yǎng)液中細(xì)菌的濃度恒定，以濁度為控制指標(biāo)的培養(yǎng)方式。培養(yǎng)基提供足夠量的-+營(yíng)養(yǎng)元素，細(xì)菌保持最大速率生長(zhǎng)。通過(guò)控制進(jìn)料流速使裝置內(nèi)細(xì)菌濁度保持一定，保持理論上的對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期，可獲得大量菌體或與菌體代謝相平衡的代謝產(chǎn)物。這種方式往往用于細(xì)菌的生理生化研究。

（2）恒化連續(xù)培養(yǎng)

新鮮培養(yǎng)基以恒定的流速流入，與培養(yǎng)器內(nèi)的培養(yǎng)基瞬間混合，培養(yǎng)器內(nèi)的培養(yǎng)基繼而也以相同的流速恒定流出，進(jìn)水組分及反應(yīng)器中營(yíng)養(yǎng)物濃度基本不變，因而這種細(xì)菌培養(yǎng)稱(chēng)為恒化連續(xù)培養(yǎng)。除了SBR法外，其余的污水生物處理法均采用的是恒化連續(xù)培養(yǎng)。

第二節(jié) 微生物的生存因子

一、溫度

溫度是微生物的重要的生長(zhǎng)因子。在適宜的溫度范圍內(nèi)，溫度每升高十度，酶促反應(yīng)速度將提高1～2倍，微生物的代謝速率和生長(zhǎng)速率均可相應(yīng)提高。適宜的培養(yǎng)速度可是微生物以最快的生長(zhǎng)速率生長(zhǎng)，過(guò)高或過(guò)低的溫度均會(huì)降低代謝速率及生長(zhǎng)速率。根據(jù)一般微生物對(duì)溫度的最適生長(zhǎng)需求，可將微生物分為4大類(lèi)，以細(xì)菌為例，分別是：嗜冷菌、嗜中溫菌、嗜熱菌及嗜超熱菌。大多數(shù)細(xì)菌是嗜中溫菌。

高溫滅菌法

(1)干熱滅菌法

把金屬器械或洗凈的玻璃器皿放入電熱烘箱內(nèi)，在150～170℃下維持1～2個(gè)小時(shí)可達(dá)到徹底滅菌的目的。干熱可使細(xì)胞膜破壞、蛋白質(zhì)變性和原生質(zhì)干燥，并可使各種細(xì)胞成分發(fā)生氧化變質(zhì)。灼燒是一種最徹底的干熱滅菌法，但是其破壞力很強(qiáng)。

(2)濕熱滅菌法

是指用100℃以上的加壓蒸汽進(jìn)行滅菌。在同樣溫度和相同作用時(shí)間下，濕熱滅菌法比干熱滅菌法有效，原因是濕熱蒸汽不但透射力強(qiáng)，而且還能破壞維持蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性的氫鍵。在濕熱溫度下，多數(shù)細(xì)菌和真菌的營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞在60℃左右處理5～10分鐘后即被殺死，酵母菌和真菌的孢子稍耐熱些，要在80℃下才能殺死，細(xì)菌的芽孢更耐熱，一般要在120℃下處理15分鐘才被殺死。

濕熱滅菌法主要有 1.間歇滅菌法

用100℃ 15-30′→28-37℃,12-24hrs(使殘留的芽孢萌發(fā)或營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞再被殺死)→100℃（15-30′）→可以反復(fù)2~3次。適用于不耐熱藥品、營(yíng)養(yǎng)物、特殊培養(yǎng)基等的滅菌。

2.巴氏消毒法

此法可殺滅物料中的無(wú)芽孢桿菌，用與牛奶、酒等在高溫下?tīng)I(yíng)養(yǎng)和風(fēng)味容易受破壞，利用較低溫度既可殺死病菌又能保持這些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)風(fēng)味不變。

巴氏消毒使用溫度： A :62-65℃ 20-30′ B :72℃ 10′（少用）超高溫巴氏消毒法：130℃ 2″

牛奶65℃ 30′、71℃ 15′（迅速冷卻到00C即可飲用）

二、pH 是影響微生物生長(zhǎng)的一個(gè)重要因素

1.引起細(xì)胞膜電荷的變化，從而影響了微生物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收。2.影響代謝過(guò)程中酶的活性。

3.改變生長(zhǎng)環(huán)境中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的可給性,以及有害物質(zhì)毒性。

不同微生物的對(duì)pH忍受能力有很大差異。凡對(duì)pH變化適應(yīng)強(qiáng)的微生物，對(duì)pH要求不太嚴(yán)格；而對(duì)pH變化適應(yīng)性不強(qiáng)的微生物，則對(duì)pH要求很?chē)?yán)格。大多數(shù)細(xì)菌、藻類(lèi)和原生動(dòng)物的最適pH為6.5～7.5，細(xì)菌一般要求中性和堿偏性，放線(xiàn)菌也是中性和偏堿性，酵母菌和霉菌要求在酸性和偏堿性的環(huán)境中生長(zhǎng)。

三、氧化還原電位（ORP）

氧化還原電位是物質(zhì)與氫電極構(gòu)成原電池時(shí)的電壓高低，是物質(zhì)氧化性強(qiáng)弱的標(biāo)志。氧化環(huán)境具有正電位，還原環(huán)境具有負(fù)電位。各種微生物要求的氧化還原電位不同，而且還受氧分壓的影響。通常用pH測(cè)定儀mv檔測(cè)定水樣的氧化還原電位。

好氧活性污泥法，控制在＋200～＋600mV，通過(guò)改變曝氣力度進(jìn)行調(diào)節(jié)。

厭氧污泥消化系統(tǒng)氧化還原電位應(yīng)控制在在-100～-200mV，過(guò)高不利于厭氧細(xì)菌的生長(zhǎng)，應(yīng)改進(jìn)工藝降低水中溶解氧量。

四、溶解氧

根據(jù)微生物與分子氧的關(guān)系，將微生物分為好氧微生物、厭氧微生物和兼性厭氧微生物。在微生物世界中，絕大多數(shù)種類(lèi)都是好氧微生物或兼性厭氧微生物，厭氧微生物的種類(lèi)相對(duì)較少,一旦提供潮氣則會(huì)很快復(fù)活。

五、滲透壓

任何兩種濃度的溶液被半滲透膜隔開(kāi)，均會(huì)產(chǎn)生滲透壓。當(dāng)兩液面高差產(chǎn)生的壓力足夠阻止水再流動(dòng)時(shí)，滲透停止，這時(shí)出現(xiàn)的兩液面高差間的壓力就是滲透壓，溶液的滲透壓取決于其濃度，培養(yǎng)基的滲透壓一般不會(huì)大于菌體內(nèi)的滲透壓。

六、太陽(yáng)輻射

太陽(yáng)輻射中有正面生物學(xué)效應(yīng)的輻射是波長(zhǎng)短于1000的紅外輻射，它被不產(chǎn)氧的光合細(xì)菌用作能源進(jìn)行光合作用。380～760的可見(jiàn)光是籃細(xì)菌和藻類(lèi)進(jìn)行光合的主要能源。其余的輻射都是有害的。

第三節(jié) 其他不利環(huán)境因子對(duì)微生物的影響

一、重金屬及鹽類(lèi)對(duì)微生物的影響

重金屬汞、銀、銅、鉛及其化合物可有效的殺菌防腐，它們是蛋白質(zhì)的沉淀劑。其殺菌機(jī)理是與酶的—SH結(jié)合，使酶失去活性；或于菌體蛋白結(jié)合，使之變性或沉淀。

銅：硫酸銅對(duì)真菌和藻類(lèi)的殺傷力比細(xì)菌強(qiáng)。常用硫酸銅與石灰配制成的波爾多液，在農(nóng)業(yè)上可用以防治某些植物病毒。在遠(yuǎn)距離取水樣作檢測(cè)時(shí)，一般1L混合液中加10ml質(zhì)量濃度為1g／L的硫酸銅，原因何在？抑制攜帶過(guò)程中微生物的呼吸，盡量保持水質(zhì)不變。

鉛：對(duì)細(xì)菌等各類(lèi)微生物也有毒害。將微生物浸在質(zhì)量濃度為1～5g／L的鉛鹽溶液中幾分鐘內(nèi)就會(huì)死亡。

二、干燥對(duì)微生物的影響

細(xì)菌基本上是生活在水中的生物，干燥使菌體內(nèi)蛋白質(zhì)變性，引起代謝活動(dòng)停止，影響微生物的活性以至生命力，在不受熱和其它外界因素干擾下，干燥細(xì)胞將處于長(zhǎng)期休眠狀態(tài)，若供給潮氣則很快復(fù)活。細(xì)菌的芽孢、藻類(lèi)和真菌的孢子及原生動(dòng)物的胞囊都比營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞抗干燥。用干燥法防止食物腐?。?xì)菌滋生），如方便面、干果、肉干、葡萄干等；用干燥法來(lái)保存細(xì)菌，如將細(xì)菌放置在干燥的沙土中可以長(zhǎng)期保存，一旦提供潮氣則會(huì)很快復(fù)活。

三、紫外輻射對(duì)微生物的影響

紫外輻射是日光的一部分，強(qiáng)烈的日光能殺菌是由于紫外輻射對(duì)微生物有致死作用，是由于微生物細(xì)胞中的核酸、嘌呤、嘧啶及蛋白質(zhì)對(duì)蛋白輻射有特別強(qiáng)的吸收能力。DNA和RNA對(duì)紫外輻射的吸收峰再260nm處，蛋白質(zhì)對(duì)紫外輻射的吸收峰再280nm處，紫外輻射能引起DNA鏈上的兩個(gè)胸腺嘧啶分子形成胸腺嘧啶二聚體，致使DNA不能復(fù)制，導(dǎo)致微生物死亡。

四、電輻射對(duì)微生物的影響

X－射線(xiàn)和r－射線(xiàn)均能使被照射的物質(zhì)產(chǎn)生電離作用，故稱(chēng)為電離輻射，它們都是高能電磁波，有很強(qiáng)的穿透力。X－射線(xiàn)和r－射線(xiàn)對(duì)微生物生命活動(dòng)的影響力表現(xiàn)為：低劑量照射有促進(jìn)微生物發(fā)育的作用，或引起微生物發(fā)生變易；高劑量照射對(duì)微生物有致死作用。

五、表面活性物質(zhì)對(duì)微生物的影響 酚

酚是表面活性劑，酚與其衍生物能引起蛋白質(zhì)變性，并破壞細(xì)胞質(zhì)膜。苯酚又名石炭酸，質(zhì)量濃度為1g/l的苯酚能抑制微生物生長(zhǎng)。10g/l的石炭酸溶液在20分鐘內(nèi)可殺死細(xì)菌，30－50g/l的石炭酸溶液幾分鐘可殺死細(xì)菌，50g/l的石炭酸溶液可做噴霧消毒空氣，細(xì)菌芽孢和病毒在50g/l的石炭酸溶液中僅能存活幾個(gè)小時(shí)。甲酚的殺毒能力比其他酚強(qiáng)幾倍，但它難溶于水，易于皂液或堿液形成乳濁液，叫來(lái)蘇爾。在廢水處理生物處理中，酚時(shí)微生物的營(yíng)養(yǎng)源。新潔爾滅

新潔爾滅是季胺鹽的一種，是一種表面活性強(qiáng)的殺菌劑，它對(duì)許多非芽孢型的致病菌、革蘭氏陽(yáng)性菌及革蘭氏陰性菌有著極強(qiáng)的致死作用。稀釋度小時(shí)有殺菌作用及去污垢作用，對(duì)人無(wú)毒。但在高稀釋度時(shí)只有抑菌作用，將質(zhì)量濃度為50g/l的原液稀釋為1g/l的水溶液可用于皮膚消毒，浸泡5分鐘即可達(dá)到消毒效果。合成洗滌劑

合成洗滌劑去污力強(qiáng)，在硬水中不形成沉淀，它除洗滌污物外，還有殺菌作用。陽(yáng)離子型洗滌劑比陰離子型洗滌劑的殺菌力強(qiáng)。陽(yáng)離子型洗滌劑不可生物降解。非離子型洗滌劑沒(méi)有殺菌力。合成洗滌劑除基本成分外，還有助劑。

六、染料對(duì)微生物的影響

孔雀綠、亮綠、結(jié)晶紫等三苯甲烷燃料都有抑菌作用。革蘭氏陽(yáng)性菌對(duì)染料的反應(yīng)比革蘭氏陰性菌敏感。例如，結(jié)晶紫質(zhì)量濃度為（3.3～5.0）×10g/l時(shí)抑制革蘭氏陽(yáng)性菌，需濃縮10倍后才能抑制革蘭氏陰性菌。對(duì)10g/l的孔雀綠可抑制金黃色葡萄球菌；3.3×10g/l時(shí)可抑制大腸桿菌。10g/l的結(jié)晶紫可殺死念珠菌和圓酵母菌，10g/l時(shí)則起抑制作用。將10g/l的亮綠加入培養(yǎng)基中可抑制革蘭氏陽(yáng)性菌，將大腸桿菌鑒別出來(lái)。質(zhì)量濃度在1g/l以下的染料可作微生物的營(yíng)養(yǎng)源。-6-

4-6

5-4

七、抗生素對(duì)微生物的影響

許多微生物在代謝過(guò)程中產(chǎn)生能殺死其他微生物或抑制其他微生物生長(zhǎng)的化學(xué)物質(zhì)，即抗生素?？股赜袕V譜和狹譜之分。

氯霉素、金霉素、土霉素和四環(huán)素可抑制許多不同種類(lèi)的微生物，叫廣譜抗生素。青霉素只能殺死或抑制革蘭氏陽(yáng)性菌，多粘菌素只能殺死革蘭氏陰性菌，叫狹譜抗生素?？股刂饕米鏊幤?，在分離微生物時(shí)，可在培養(yǎng)基中加入幾種合適的抗生素，用以抑制雜菌生長(zhǎng)，使所需的微生物正常生長(zhǎng)。殺死或抑制細(xì)菌生長(zhǎng)的抗生素對(duì)人體無(wú)毒性或毒性很小。一種抗生素一般只對(duì)某些微生物有作用，而對(duì)另一些無(wú)效。這是因?yàn)椴煌目股貙?duì)微生物作用的不同的作用。

抗生素對(duì)微生物的影響有以下四方面：（1）抑制微生物細(xì)胞壁的合成（2）破壞微生物的細(xì)胞質(zhì)膜（3）抑制蛋白質(zhì)的合成（4）干擾核酸的生成

第六章 微生物的遺傳和變異

遺傳:微生物將生長(zhǎng)發(fā)育所需要的營(yíng)養(yǎng)類(lèi)型和環(huán)境條件，以及對(duì)這些營(yíng)養(yǎng)和外界環(huán)境條件產(chǎn)生的反應(yīng)，或出現(xiàn)的一定性狀傳給后代，并相對(duì)穩(wěn)定的一代一代傳下去，這就是生物的遺傳。

變異:當(dāng)微生物從它們適應(yīng)的環(huán)境遷到不適應(yīng)的環(huán)境后，微生物改變自己對(duì)營(yíng)養(yǎng)和環(huán)境條件的要求，在新的生活條件下產(chǎn)生適應(yīng)新的環(huán)境的酶，從而適應(yīng)新環(huán)境并適應(yīng)良好，這是生物的變易。

遺傳和變異是一切生物最本質(zhì)的屬性。

第一節(jié) 微生物的遺傳

一、遺傳和變異的物質(zhì)基礎(chǔ)-DNA 通過(guò)3個(gè)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)證明了核酸（DNA和RNA）是遺傳物質(zhì)基礎(chǔ)。1.肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化現(xiàn)象 2.T4噬菌體感染實(shí)驗(yàn) 3.植物病毒重建實(shí)驗(yàn)

肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)：

最早進(jìn)行轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的是F.Griffith（1928）。肺炎鏈球菌有2種細(xì)胞型：

S型菌落：有莢膜，致病的，菌落表面光滑（smooth）R型菌落：不形成莢膜，無(wú)致病性，菌落外觀粗糙（rough）

1944年，O.T.Avery、C.M.MacLeod和M.McCarty從熱死的S型S.pneumoniae中提純了可能作為轉(zhuǎn)化因子的各種成分，并在離體條件下進(jìn)行了轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)：

結(jié)果表明，只有S型細(xì)菌的DNA才能將S.pneumoniae的R型轉(zhuǎn)化為S型。而且，DNA純度越高，轉(zhuǎn)化效率也越高，直到只取用純DNA的6×10g的量時(shí)，仍有轉(zhuǎn)化能力。這就說(shuō)明，S型菌株轉(zhuǎn)移給R型菌株的，決不是某一遺傳性狀（在這里是莢膜多糖）的本身，而是以DNA為物質(zhì)基礎(chǔ)的遺傳因子。

噬菌體感染實(shí)驗(yàn)：

1952年A.D.Hershey和M.Chase證實(shí)了DNA是噬菌體的遺傳物質(zhì)基礎(chǔ)。他們進(jìn)行了兩組實(shí)驗(yàn)：一組用含P－DNA核心的噬菌體作感染，一組用含S－蛋白質(zhì)外殼的噬菌體作感染。

-8結(jié)果表明，在噬菌體感染過(guò)程中，其蛋白質(zhì)外殼根本未進(jìn)入宿主細(xì)胞。進(jìn)入宿主細(xì)胞的只有DNA，但卻有自身的增值、裝配能力，最終會(huì)產(chǎn)生一大群既有DNA核心、又有蛋白質(zhì)外殼的完整的子代噬菌體粒。

植物病毒重建實(shí)驗(yàn)：

1956年H.Fraenkel-Conrat用含RNA的煙草花葉病毒(TMA)進(jìn)行了著名的植物病毒重建實(shí)驗(yàn)。當(dāng)用由TMA-RNA與 HRV-衣殼重建后的雜和病毒去感染煙草時(shí)，煙葉上出現(xiàn)的是最典型的TMV病斑。在從中分離出來(lái)的新病毒也是未帶任何HRV痕跡的典型TMV病毒。反之，用HRV-RNA與TMV-衣殼進(jìn)行重建時(shí)，也可獲得相同的結(jié)論。

二、核酸的結(jié)構(gòu)和復(fù)制

核酸是一種多聚核苷酸，它的基本單位是核苷酸。核苷酸由堿基、磷酸和戊糖組成。DNA的結(jié)構(gòu)

1953年，J.Watson和F.Crick 在前人研究工作的基礎(chǔ)上，根據(jù)DNA結(jié)晶的X-衍射圖譜和分子模型，提出了著名的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，并對(duì)模型的生物學(xué)意義作出了科學(xué)的解釋和預(yù)測(cè)。

DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)：

DNA分子由兩條DNA單鏈組成，DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)是分子中兩條DNA單鏈之間基團(tuán)相互識(shí)別和作用的結(jié)果，雙螺旋結(jié)構(gòu)是DNA二級(jí)結(jié)構(gòu)的最基本形式。（1）DNA分子由兩條多聚脫氧核糖核苷酸鏈(簡(jiǎn)稱(chēng)DNA單鏈)組成,兩條鏈沿著同一根軸平行盤(pán)繞，形成右手雙螺旋結(jié)構(gòu)。螺旋中的兩條鏈方向相反，即其中一條鏈的方向?yàn)?′→3′，而另一條鏈的方向?yàn)?′→5′。

（2）嘌呤堿和嘧啶堿基位于螺旋的內(nèi)側(cè)，磷酸和脫氧核糖基位于螺旋外側(cè)。堿基環(huán)平面與螺旋軸垂直，糖基環(huán)平面與堿基環(huán)平面成90度角。

（3）螺旋橫截面的直徑約為2nm，每條鏈相鄰兩個(gè)堿基平面之間的距離為0.34nm，每10個(gè)核苷酸形成一個(gè)螺旋，其螺矩（即螺旋旋轉(zhuǎn)一圈）高度為3.4 nm。

（4）兩條DNA鏈相互結(jié)合以及形成雙螺旋的力是堿基對(duì)所形成的氫鍵。堿基的相互結(jié)合具有嚴(yán)格的配對(duì)規(guī)律，即A與T結(jié)合，G與C結(jié)合，這種配對(duì)關(guān)系，稱(chēng)為堿基互補(bǔ)。A和T之間形成兩個(gè)氫鍵，G與C之間形成三個(gè)氫鍵。在DNA分子中，嘌呤堿基的總數(shù)與嘧啶堿基的總數(shù)相等。

質(zhì)粒：原核生物細(xì)胞中，染色體外的一種環(huán)狀DNA分子，并非細(xì)胞必須，僅與某些性狀有關(guān)，常作為基因轉(zhuǎn)移的運(yùn)載工具。

基因：具有遺傳功能的DNA分子上的片段，平均1000個(gè)堿基對(duì),分子量約6.7×10Da。

5一個(gè)DNA分子中含有多個(gè)基因，不同基因堿基對(duì)的數(shù)量和排列序列不同，基因具有自我復(fù)制能力。根據(jù)基因的功能差異，可分為結(jié)構(gòu)基因、調(diào)節(jié)基因和操縱基因。

結(jié)構(gòu)基因 因。

調(diào)控基因 包括編碼結(jié)構(gòu)蛋白和酶蛋白的基因，也包括編碼阻遏蛋白和激活蛋白的基包括調(diào)節(jié)基因、啟動(dòng)基因和操縱基因。DNA的復(fù)制

DNA的自我復(fù)制大致如下：首先是DNA分子中的兩條多核苷酸鏈之間的氫鍵斷裂，彼此分開(kāi)成兩條單鏈，然后以各自的多核苷酸鏈為模板，根據(jù)堿基配對(duì)的原則吸收細(xì)胞中的游離的核苷酸，按照原有鏈上的堿基配對(duì)原則，各自合成出一條新的互補(bǔ)的多核苷酸鏈。新合成的多核苷酸鏈和原有的多核苷酸鏈又以氫鍵連接成新的雙螺旋結(jié)構(gòu)。

三、DNA的變性與復(fù)性

利用紫外吸收的變化，可以檢測(cè)核酸變性的情況。

當(dāng)天然雙鏈DNA受熱或其他因素的作用下，兩條鏈之間的結(jié)合力被破壞而分開(kāi)的成單鏈DNA，即稱(chēng)DNA變性。

天然狀態(tài)的DNA在完全變性后，紫外吸收(260nm)值增加25－40%.RNA變性后，約增加1.1%。這種現(xiàn)象稱(chēng)為增色效應(yīng).DNA變性的特征

DNA的變性過(guò)程是突變性的，它在很窄的溫度區(qū)間內(nèi)完成，因此，通常將引起DNA變性的溫度稱(chēng)為融點(diǎn)，用Tm表示。一般DNA的Tm值在70-85?C之間。DNA的Tm值與分子中的G和C的含量有關(guān)。G和C的含量高，Tm值高。因而測(cè)定Tm值，可反映DNA分子中GC含量，可通過(guò)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：（G+C)%=(Tm-69.3)X2.44 核酸的復(fù)性

變性DNA在適當(dāng)?shù)臈l件下，兩條彼此分開(kāi)的單鏈可以重新締合成為雙螺旋結(jié)構(gòu)，這一過(guò)程稱(chēng)為復(fù)性。DNA復(fù)性后，一系列性質(zhì)將得到恢復(fù)，但是生物活性一般只能得到部分的恢復(fù)。DNA復(fù)性的程度、速率與復(fù)性過(guò)程的條件有關(guān)。

將熱變性的DNA驟然冷卻至低溫時(shí)，DNA不可能復(fù)性，但是將變性的DNA緩慢冷卻時(shí)，可以復(fù)性。分子量越大復(fù)性越難。濃度越大，復(fù)性越容易。此外，DNA的復(fù)性也與它本身的組

第三篇：尋找微生物教案

尋找微生物教案

課題：尋找微生物

目標(biāo)知識(shí)與技能提出問(wèn)題，學(xué)會(huì)猜想與假設(shè)過(guò)程與方法在教師指導(dǎo)下，學(xué)會(huì)搜集資料，驗(yàn)證猜想方法情感與價(jià)值知道什么是微生物，以及微生物于人類(lèi)的關(guān)系重點(diǎn)通過(guò)“食物品嘗會(huì)”活動(dòng)，學(xué)會(huì)從提出的問(wèn)題中進(jìn)行準(zhǔn)確的猜想與假設(shè)難點(diǎn)了解有害微生物是怎樣影響我們的生活的材料，鮮牛奶，酸牛奶，新鮮豆腐，豆腐乳，新鮮蔬菜，泡菜步驟過(guò)程概述基本結(jié)論學(xué)習(xí)策略欣賞激趣

一、欣賞激趣

1、播放中的各種食材圖片，請(qǐng)學(xué)生欣賞，激發(fā)學(xué)生的興趣。

2、導(dǎo)入課題：尋找微生物“食物品嘗會(huì)”是開(kāi)啟本課的一個(gè)關(guān)鍵活動(dòng)，組織開(kāi)展好這個(gè)活動(dòng)，對(duì)于后續(xù)內(nèi)容的展開(kāi)具有非常重要的作用。

1、欣賞圖片，激發(fā)興趣。

2、導(dǎo)入課題自主探究

一、食物品嘗會(huì)

1、嘗一嘗。分組對(duì)比品嘗，看看這些食物在加工前后有什么變化。

2、想一想。學(xué)生提出想了解的問(wèn)題。

3、說(shuō)一說(shuō)。學(xué)生說(shuō)說(shuō)對(duì)比品嘗的發(fā)現(xiàn)和想知道的問(wèn)題。

二、查一查

1、引導(dǎo)提出探究的問(wèn)題：（1）食物加工前后有什么變化？（2）

是什么改變了它們的品質(zhì)和味道？

2、討論猜想。學(xué)生分小組展開(kāi)討論，大膽猜想。

3、查一查。①學(xué)生查找資料，同時(shí)閱讀課本中的資料大搜索。②分小組交流分享。③各小組匯報(bào)，互相補(bǔ)充，教師提醒記錄自己感興趣的問(wèn)題。④教師小結(jié)，并板書(shū)有關(guān)微生物的重要知識(shí)。

4、出示幻燈各種微生物的圖片讓學(xué)生欣賞，使學(xué)生感受到微生物的美麗與神奇。

1、這一教學(xué)環(huán)節(jié)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是引導(dǎo)學(xué)生能夠準(zhǔn)確地猜想出：微生物參與了食品加工過(guò)程，這是能否使學(xué)生“找到”微生物的重點(diǎn)。

2、抓住猜想到的微生物，搜集資料，驗(yàn)證猜想。對(duì)于五年級(jí)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，這個(gè)教學(xué)過(guò)程較為簡(jiǎn)單，學(xué)生做起來(lái)得心應(yīng)手。

3、欣賞微生物圖片，對(duì)微生物了解的更加全面和詳細(xì)。

1、嘗一嘗

2、想一想

3、說(shuō)一說(shuō)

4、查一查

5、欣賞圖片歸納總結(jié)

三、總結(jié)

1、通過(guò)這節(jié)課的討論和學(xué)習(xí)，你有什么收獲？

2、大家還想繼續(xù)研究什么問(wèn)題。

1、歸納出微生物的簡(jiǎn)要特征及其包含的類(lèi)型，整理分析微生物與人類(lèi)的關(guān)系。這一簡(jiǎn)短的教學(xué)環(huán)節(jié)起著承上啟下的作用，是連接后面兩個(gè)課題的起點(diǎn)。

6、欣賞圖片拓展訓(xùn)練作業(yè)布置：查閱資料，尋找關(guān)于微生物的更多知識(shí)。

7、查詢(xún)資料教學(xué)后記：對(duì)于小學(xué)生來(lái)說(shuō)，他們沉睡著的情感體驗(yàn)不是一接觸文本馬上就會(huì)被激活的，需要我們合力有效的引導(dǎo)。這需要切入的很恰當(dāng)，從而切入主題，我要選來(lái)自生活的常見(jiàn)材料，讓學(xué)生從中有真實(shí)的體驗(yàn)，在此基礎(chǔ)上讓學(xué)生回答品嘗后做回答，思維也就明確了。在引導(dǎo)重點(diǎn)的時(shí)候，先展開(kāi)兩個(gè)問(wèn)題討論，加工變化和食品味道，從問(wèn)題中找答案，讓學(xué)生來(lái)探究。

第四篇：微生物實(shí)驗(yàn)教案

《微生物學(xué)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)教案[實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目] 實(shí)驗(yàn)一 微生物學(xué)試驗(yàn)常用玻璃儀器洗滌及干熱滅菌 [教學(xué)時(shí)數(shù)]

3學(xué)時(shí) [實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求]

1．認(rèn)識(shí)微生物實(shí)驗(yàn)所需要的各種器皿，了解常用工具和儀器的名稱(chēng)、用途。2．掌握對(duì)玻璃器皿的清洗、包扎方法與干熱滅菌的操作過(guò)程。[實(shí)驗(yàn)原理]

微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)要求較高的無(wú)菌狀態(tài)，因此，實(shí)驗(yàn)所用的器皿，大多數(shù)要進(jìn)行消毒、滅菌從而用以培養(yǎng)微生物，所以對(duì)其質(zhì)量、規(guī)格、洗滌和包扎方法均有一定要求。

清潔的玻璃器皿是實(shí)驗(yàn)得到正確結(jié)果的先決條件，包扎方法要能保證防止污染雜菌。

干熱滅菌的原理，空的玻璃器皿一般用干熱滅菌。干熱滅菌是利用高溫使微生物細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)凝固變性而達(dá)到滅菌的目的。細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)凝固性與其本身的含水量有關(guān)，在菌體受熱時(shí)，當(dāng)環(huán)境和細(xì)胞內(nèi)含水量越大，則蛋白質(zhì)凝固就越快，反之含水量越少，凝固緩慢。與濕熱滅菌相比，干熱滅菌所需溫度要高（160～170℃），時(shí)間要長(zhǎng)（1～2h），但干熱滅菌溫度不能超過(guò)180℃，否則，包器皿的紙或棉塞就會(huì)燒焦，甚至引起燃燒。[實(shí)驗(yàn)材料與設(shè)備]

1．培養(yǎng)皿、大試管、三角瓶6只、燒杯（500ml）2只、燒杯（1000ml）1只、小試管6只、吸管（0.2ml 2支，0.5ml 2支，1ml 2支，5ml 2支）共8支。2．去污粉、肥皂、清洗劑、毛刷。3．棉花、扎繩、包扎紙。[實(shí)驗(yàn)步驟]

（一）學(xué)習(xí)下列常用儀器的種類(lèi)、規(guī)格和應(yīng)用范圍 1.培養(yǎng)皿

由一底一蓋組成一套，常用的培養(yǎng)皿皿底直徑90 mm，高15mm,皿底皿蓋均為玻璃制成。制成平板，可用于分離、純化、鑒定菌種、活菌計(jì)數(shù)以及測(cè)定抗生素、噬菌體的效價(jià)等。2.試管

(1)大試管(約18mm×180mm): 可裝倒平板用的培養(yǎng)基，可作制備斜面用（需要大量菌體時(shí)用），裝液體培養(yǎng)基用于微生物的振蕩培養(yǎng)。

(2)中試管[(13～15)mm×(100～150)mm]: 裝液體培養(yǎng)基培養(yǎng)細(xì)菌或做斜面用，用于細(xì)菌、霉菌、病毒等的稀釋和血清學(xué)試驗(yàn)。

(3)小試管[(10～12)mm×100mm]:一般用于糖發(fā)酵或血清學(xué)試驗(yàn)，和其它需要節(jié)省材料的試驗(yàn)。3.三角瓶 規(guī)格有100mL、250mL、500mL和1000 mL用來(lái)裝無(wú)菌水、培養(yǎng)基和振蕩培養(yǎng)微生物等。4.燒杯

規(guī)格有50mL、100mL、250mL、500mL和1000mL 用來(lái)配制培養(yǎng)基與各種溶液等。5.吸管 規(guī)格有0.1mL、1mL、2mL、5mL、10mL用來(lái)量取轉(zhuǎn)移各種溶液等。6.量筒 規(guī)格有50mL、100mL、250mL、500mL。

（二）學(xué)習(xí)玻璃器皿的洗滌方法 1.新玻璃器皿的洗滌

在2%的鹽酸溶液中浸泡數(shù)小時(shí)，用自來(lái)水沖洗干凈。2.舊玻璃器皿的洗滌

（1）試管、培養(yǎng)皿、三角瓶：洗衣粉和去污粉洗刷，自來(lái)水沖洗 A 裝有固體培養(yǎng)基：刮掉，洗滌

B 帶菌的器皿：2%來(lái)蘇爾或0.25%新潔爾滅消毒液中浸泡24小時(shí)或煮沸0.5小時(shí)，然后洗滌 C 帶病原菌培養(yǎng)物的器皿：先高壓蒸汽滅菌，倒去培養(yǎng)物（2）玻璃吸管：吸管尖端與裝在水龍頭上的橡皮管連接，反復(fù)沖洗

A 吸過(guò)血液、血清、糖溶液或染料溶液等的玻璃吸管：立即投入盛有自來(lái)水的容器中浸泡，實(shí)驗(yàn)后集中沖洗。B 塞有棉花的吸管：用水將棉花沖出，然后沖洗

C 吸過(guò)含有微生物培養(yǎng)物的吸管：2%來(lái)蘇爾或0.25%新潔爾滅消毒液中浸泡24小時(shí)然后洗 D 吸管內(nèi)壁有油垢：洗滌液中浸泡數(shù)小時(shí)，再?zèng)_洗

(三)學(xué)習(xí)各種器皿的包扎

1.培養(yǎng)皿的包扎：牛皮紙或舊報(bào)紙包緊，一般以5～8套培養(yǎng)皿包成1包 2.吸管的包扎：

在上端約0.5cm處，塞入一小段1.5 cm長(zhǎng)的棉花（勿用脫脂棉），目的是避免將外界或嘴中雜菌吹入管內(nèi)，或不慎將菌液吸出管外。用4～5 cm寬的長(zhǎng)紙條卷起來(lái)3.試管和三角瓶等的包扎：用橡皮塞和牛皮紙。(四)干熱滅菌 1．裝入待滅菌物品

將包好的待滅菌物品（培養(yǎng)皿、吸管等）放入電烘箱內(nèi)，關(guān)好箱門(mén)。物品不要擺太擠，以免妨礙空氣流通；不要接觸電烘箱內(nèi)壁的鐵板，以防包裝紙烤焦起火。

2．升溫 接通電源，撥動(dòng)開(kāi)關(guān)，打開(kāi)電烘箱排氣孔，讓溫度逐漸上升。當(dāng)溫度升至100℃時(shí)，關(guān)閉排氣孔。3．恒溫 當(dāng)溫度升達(dá)到160～170℃時(shí)，恒溫調(diào)節(jié)器會(huì)自動(dòng)控制調(diào)節(jié)溫度，保持此溫度2h。干熱火菌過(guò)程。嚴(yán)防恒溫調(diào)節(jié)的自動(dòng)控制失靈而造成安全事故。

4．降溫 切斷電源、自然降溫。

5．開(kāi)箱取物 待電烘箱內(nèi)溫度降到70℃以下后，打開(kāi)箱門(mén)，取出滅菌物品。[指導(dǎo)與訓(xùn)練方案]

1.通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)?zāi)阏J(rèn)識(shí)了微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)常用的哪些器皿？ 2.簡(jiǎn)述玻璃器皿洗滌的基本要求。3.簡(jiǎn)述干熱滅菌的操作步驟。[實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目]

實(shí)驗(yàn)二 培養(yǎng)基的制備與滅菌 [教學(xué)時(shí)數(shù)]

4學(xué)時(shí)[實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求]1．了解培養(yǎng)基的配制原理；掌握配制培養(yǎng)基的一般方法和步驟。2．了解常見(jiàn)滅菌、清毒基本原理及方法；掌握干熱天菌、高壓蒸汽滅菌及過(guò)濾除菌的操作方法。[實(shí)驗(yàn)原理]

培養(yǎng)基是人工按一定比例配制的供微生物生長(zhǎng)繁殖和合成代謝產(chǎn)物所需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的混合物。培養(yǎng)基的原材料可分為碳源、氮源、無(wú)機(jī)鹽、生長(zhǎng)因素和水。根據(jù)微生物的種類(lèi)和實(shí)驗(yàn)?zāi)康牟煌?，培養(yǎng)基也有不同的種類(lèi)和配制 方法。

從培養(yǎng)基的組成成分可分為: 1.合成培養(yǎng)基：由各種純化學(xué)物質(zhì)按一定比例配制而成。

2.半合成培養(yǎng)基：一部分純化學(xué)物質(zhì)和一部分天然物質(zhì)配制而成。3.天然培養(yǎng)基：利用天然來(lái)源的有機(jī)物配制而成。

從培養(yǎng)基的物理狀態(tài)可分為: 1.液體培養(yǎng)基：不加凝固劑的液體狀態(tài)培養(yǎng)基。2.固體培養(yǎng)基：在液體培養(yǎng)基中加入2%左右的凝固劑的固體狀

態(tài)的培養(yǎng)基或農(nóng)副產(chǎn)品培養(yǎng)基。3.半固體培養(yǎng)基：在液體培養(yǎng)基中加入0.2—0.5%凝固劑而成的半固體狀培養(yǎng)基。

牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基是一種應(yīng)用最廣泛和最普通的細(xì)菌基礎(chǔ)培養(yǎng)基。察氏一號(hào)培養(yǎng)基是一種應(yīng)用最廣泛和最普通的霉菌培養(yǎng)基。

高壓蒸汽滅菌方法主要是通過(guò)升溫使蛋白質(zhì)變性從而達(dá)到殺死微生物的效果。當(dāng)蒸汽壓達(dá)到1.055kg/cm2時(shí)，鍋內(nèi)溫度可達(dá)到121℃，一般維持20min,即可殺死一切微生物的營(yíng)養(yǎng)體或芽孢，而達(dá)到滅菌目的。[實(shí)驗(yàn)材料與設(shè)備]

1.器材 試管、三角瓶、燒杯、量筒、玻璃棒、培養(yǎng)基、分裝器、天平、牛角匙、高壓蒸汽滅菌鍋、pH度紙、棉花、牛皮紙、記號(hào)筆、麻繩、紗布、吸管、培養(yǎng)皿、電烘箱、注射器、微孔濾膜過(guò)濾器、鑷子等。2.試劑 牛肉膏、蛋白胨、NaCl、瓊脂 [實(shí)驗(yàn)步驟] 1.稱(chēng)量→溶化→調(diào)pH→過(guò)濾→分裝→加塞→包扎→滅菌→無(wú)菌檢查 2.干熱滅菌：裝入待滅菌物品→升溫→恒溫→降溫→開(kāi)箱取物

3.高壓蒸汽滅菌：加水→裝物品→加蓋→加熱→排冷空氣→加壓→恒壓→降壓回零→排汽→取物→無(wú)菌檢查 4.過(guò)濾除菌：組裝滅菌→連接→壓濾→無(wú)菌檢查→清洗滅菌 關(guān)鍵步驟及注意事項(xiàng)1.要嚴(yán)格按配方配制。2.調(diào)pH不要過(guò)頭。

3.干熱滅菌要注意物品不要堆放過(guò)緊，注意溫度的時(shí)間控制，70oC以下放物、取物。4.高壓滅菌要注意物品不要過(guò)多，加熱后排除冷空氣，到時(shí)降壓回零取物。

5.過(guò)濾除菌要注意各部件滅菌，壓濾時(shí)，壓力要適當(dāng)，不可太猛太快，濾膜要注意清洗保存。[指導(dǎo)與訓(xùn)練方案]

1.培養(yǎng)基配好后，為什么必須立即滅菌?如何檢查滅菌后的培養(yǎng)基是無(wú)菌的? 2.在配制培養(yǎng)基的操作過(guò)程中應(yīng)注意些什么問(wèn)題?為什么? 3.培養(yǎng)微生物的培養(yǎng)基應(yīng)具備哪些條件?為什么? 4.培養(yǎng)基的配制原則是什么? [實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目]

實(shí)驗(yàn)三 環(huán)境和人體微生物的檢測(cè)及無(wú)菌操作技術(shù)[教學(xué)時(shí)數(shù)]3學(xué)時(shí) [實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求]

1.通過(guò)檢測(cè)環(huán)境和人體中微生物的存在，體會(huì)微生物分布的廣泛性。

2.學(xué)習(xí)無(wú)菌操作的技術(shù)，掌握利用稀釋涂布平板法從土壤中分離微生物的方法。[實(shí)驗(yàn)原理] 自然環(huán)境中和人及動(dòng)物的體表、體內(nèi)都存在大量的微生物，它們一遇到適合的條件就會(huì)大量繁殖。當(dāng)把取自不同來(lái)源的含菌樣品接種于含有生長(zhǎng)發(fā)育需要的各種營(yíng)養(yǎng)成分的固體培養(yǎng)基時(shí)，就會(huì)形成肉眼可見(jiàn)的微生物集體群落-菌落。每種微生物菌落都有其獨(dú)有的特點(diǎn)，如大小、顏色、表面干燥或濕潤(rùn)、隆起或扁平、粗糙或光滑、邊緣整齊或不整齊等。因此，可以通過(guò)平板培養(yǎng)來(lái)檢測(cè)不同環(huán)境下微生物的數(shù)量、種類(lèi)和特點(diǎn)。[實(shí)驗(yàn)材料與設(shè)備] 1.恒溫培養(yǎng)箱、磁力攪拌器、移液槍

2.培養(yǎng)基：牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基、察氏一號(hào)培養(yǎng)基；地面以下5-10cm的土壤； 3.酒精燈、無(wú)菌棉棒、無(wú)菌生理鹽水、涂布棒、記號(hào)筆、培養(yǎng)皿、吸管、試管、三角瓶 [實(shí)驗(yàn)步驟] 1.無(wú)菌操作技術(shù) 在酒精燈火焰旁操作，將融化并冷卻至不燙手的滅菌固體培養(yǎng)基倒入無(wú)菌的培養(yǎng)皿，倒量為容積的1/3~1/2或者覆蓋皿底5毫米左右，然后平放到桌面待其凝固即為無(wú)菌平板。

2.土樣的稀釋分離

制備土樣懸濁液：稱(chēng)取土樣1g，迅速倒入盛有99ml無(wú)菌水和玻璃球的三角瓶中，置入磁力棒，攪拌10-15min，使土樣充分打散，即成10-2的土壤懸濁液。稀釋?zhuān)河脽o(wú)菌移液管吸10-2的土壤懸液0.5mL，放入4.5mL無(wú)菌水中即為10-3稀釋液，如此重復(fù)，可依次制成10-3～10-6的稀釋液。(注意：操作時(shí)每一個(gè)稀釋度換用一支移液管，每次吸入土液后，要將移液管插入液面，吹吸3次，每次吸上的液面要高于前一次，以減少稀釋中的誤差。)3.環(huán)境及人體各部位取菌樣 4.標(biāo)記、培養(yǎng)

標(biāo)記： A-Ⅰ-1-10-5姓名

按培養(yǎng)基類(lèi)別：細(xì)菌培養(yǎng)基--A，霉菌培養(yǎng)基--B 按3個(gè)大組：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、按4個(gè)中組：1-4 按樣品類(lèi)別：10-

5、10-

6、口腔--a、鼻腔--b、頭發(fā)--c、空氣--d按個(gè)人標(biāo)記：姓名

培養(yǎng)：將接種的平板分別放入細(xì)菌和霉菌培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。霉菌保持25-27℃，3-5天；細(xì)菌35-37℃，1-2天。

[指導(dǎo)與訓(xùn)練方案]

1、無(wú)菌倒平板時(shí)注意的事項(xiàng)有哪些？

2、平板接種后為什么要倒置培養(yǎng)？

3、通過(guò)本次試驗(yàn)?zāi)銓W(xué)到了什么？有什么體會(huì)？ [實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目]

實(shí)驗(yàn)六 細(xì)菌的單染色與革蘭氏染色 [教學(xué)時(shí)數(shù)] 3學(xué)時(shí)

[實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求]

1.學(xué)習(xí)對(duì)細(xì)菌的涂片、染色和無(wú)菌操作技術(shù)。

2.了解染色原理、學(xué)習(xí)并掌握單染色和革蘭氏染色技術(shù)。[實(shí)驗(yàn)原理] 細(xì)菌的細(xì)胞小而透明，在普通的光學(xué)顯微鏡下不易識(shí)別，染色后，菌體與背景形成明顯的色差，從而能更清楚地觀察到其形態(tài)和結(jié)構(gòu)。

微生物學(xué)中常用的是單染色法和革蘭氏染色法。染色部位分芽孢、鞭毛、莢膜染色

其機(jī)理主要是由于兩類(lèi)細(xì)菌的細(xì)胞壁成分和結(jié)構(gòu)不同。G+菌，肽聚糖多，脂質(zhì)少，酒精不易進(jìn)入； G-菌，肽聚糖少，脂質(zhì)多，酒精易進(jìn)入 [實(shí)驗(yàn)材料與設(shè)備] 1.菌種：E.coli（大腸桿菌）、B.subtilis（枯草芽孢桿菌）、玉米細(xì)菌等

2.試劑：石炭酸復(fù)紅染色液、革蘭氏染色液(草酸銨結(jié)晶紫、碘液、95%乙醇、沙黃染色液）3.其他：顯微鏡、載玻片、生理鹽水、酒精燈、接種環(huán)、吸水紙、擦鏡紙等 [實(shí)驗(yàn)步驟]

一、單染色法： 滴無(wú)菌水→ 涂片→自然干燥→ 固定→染色→水洗→干燥→鏡檢（高倍鏡、油鏡）

二、革蘭氏（Gram）染色法

1.涂片

2.初染：在做好的涂面上滴加草酸銨結(jié)晶紫染液，染1-1.5分鐘，傾去染液，流水沖洗至無(wú)紫色。3.媒染：先用新配的路哥氏碘液沖去殘水，而后用其覆蓋涂面14.脫色：除去殘水后，滴加

95%酒精進(jìn)行脫色約

分鐘，后水洗。

秒，后立即用流水沖洗。

5.復(fù)染：滴加番紅染色液，染1-1.5分鐘，水洗后用吸水紙吸干。6.鏡檢：觀察染色結(jié)果并繪圖。[指導(dǎo)與訓(xùn)練方案]

1.革蘭氏染色過(guò)程中大腸桿菌、枯草桿菌、玉米細(xì)菌、金黃葡萄球菌等分別被染成什么色，分別為革蘭氏反應(yīng)的什么菌 ？

2.涂片用的玻璃片為什么不得有油污？為什么涂片要求菌膜要均勻、?。?3.革蘭氏染色的原理 4.染色注意事項(xiàng)有哪些？ [實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目]

實(shí)驗(yàn)七 微生物的顯微鏡計(jì)數(shù)、大小測(cè)量和酵母菌的死活鑒別 [教學(xué)時(shí)數(shù)] 5學(xué)時(shí)

[實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求]

1.學(xué)習(xí)并掌握利用顯微鏡直接計(jì)數(shù)的基本方法。2.了解并掌握酵母菌的死活鑒別染色的原理和技術(shù) [實(shí)驗(yàn)原理] 1.兩種常用計(jì)數(shù)方法，即直接計(jì)數(shù)法（血球計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù)法）和間接計(jì)數(shù)法（平板菌落計(jì)數(shù)法）。本實(shí)驗(yàn)是利用血球計(jì)數(shù)板進(jìn)行直接計(jì)數(shù)。

2.利用血球計(jì)數(shù)板，在顯微鏡下進(jìn)行計(jì)數(shù)，由于計(jì)數(shù)室的容積是一定的，所以可以根據(jù)在顯微鏡下觀察到的微生物數(shù)目來(lái)?yè)Q算成單位體積內(nèi)的微生物總數(shù)目。由于此法計(jì)得的是活菌體和死菌體的總和，故又稱(chēng)為總菌計(jì)數(shù)法。3.美蘭（氧化型呈藍(lán)色，還原型呈無(wú)色），活的酵母菌具有將氧化型美蘭還原成還原型的能力，故染色后是透明的，而死的酵母菌則被染成了藍(lán)色。

計(jì)數(shù)方法：計(jì)數(shù)時(shí)，通常數(shù)五個(gè)（或四個(gè)）中方格的總菌數(shù)，然后求得每個(gè)中方格的平均值，再乘上25或16，就得出一個(gè)大方格中的總菌數(shù)，然后再換算成lml菌液中的總菌數(shù)。設(shè)被選作計(jì)數(shù)的中方格中的總菌數(shù)為A，菌液稀釋倍數(shù)為B，如果是25個(gè)中方格的計(jì)數(shù)板，則1mL菌液中的總菌數(shù)=A/5×25×104×B=50000A·B（個(gè)）如果是16個(gè)中方格的計(jì)數(shù)板，則1mL菌液中的總菌數(shù)=A/4×16×104×B=40000A·B（個(gè)）[實(shí)驗(yàn)材料與設(shè)備] 酵母菌懸液（市售的干酵母粉）血球計(jì)數(shù)板、蓋玻片、吸水紙顯微鏡、接種環(huán)、分類(lèi)計(jì)數(shù)器 0.1%的美藍(lán)染色液 [實(shí)驗(yàn)步驟] 1 制備菌懸液、染色 用吸管吸取菌懸液（1滴）加入試管，用生理鹽水（8滴）進(jìn)行稀釋?zhuān)渭樱?滴）美蘭染色液。加菌懸液樣品 將清潔干燥的血球計(jì)數(shù)板蓋上蓋玻片，再用毛細(xì)滴管將搖勻的菌懸液由蓋玻片邊緣滴一小滴，讓菌液沿縫隙靠毛細(xì)滲透作用自動(dòng)進(jìn)入計(jì)數(shù)室，用吸水紙吸去多余水液（注意一定不要有溢出和產(chǎn)生氣泡）。3 顯微鏡計(jì)數(shù) 加樣后靜止1 min，先用低倍鏡然后換成高倍鏡，計(jì)數(shù)時(shí)，對(duì)位于線(xiàn)上酵母菌，一般只數(shù)上方和左邊線(xiàn)上的，當(dāng)酵母菌芽體達(dá)到母細(xì)胞大小的二分之一時(shí)，可記作兩個(gè)細(xì)胞。計(jì)數(shù)一個(gè)樣品要從兩個(gè)計(jì)數(shù)室中計(jì)得的值來(lái)計(jì)算樣品的含菌量。清洗血球計(jì)數(shù)板 計(jì)數(shù)完畢，將計(jì)數(shù)板在水龍頭下沖洗干凈，切勿用硬物洗刷，洗完后自行晾干或用電吹風(fēng)吹干。5.計(jì)算 ：利用相應(yīng)公式進(jìn)行計(jì)算（見(jiàn)前面公式或者課本公式），并將實(shí)驗(yàn)結(jié)果填入作業(yè)中的表格內(nèi)。實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)

1.要正確使用顯微鏡，光線(xiàn)亮度要調(diào)的合適。

2.菌液制備要精準(zhǔn)，稀釋倍數(shù)要合適。如果濃度過(guò)大就再稀釋?zhuān)绻^(guò)小再重做。3.計(jì)上不計(jì)下，計(jì)左不計(jì)右。出芽計(jì)一半

4.濃度稀釋標(biāo)準(zhǔn)：以每小方格內(nèi)含有5-10個(gè)酵母細(xì)胞為宜，一般稀釋10倍即可。5.計(jì)數(shù)室內(nèi)一定不要有溢出和產(chǎn)生氣泡。

6.其他微生物孢子技術(shù)與酵母菌類(lèi)似，基本操作一樣。7.確保血球計(jì)數(shù)板清洗干凈。[指導(dǎo)與訓(xùn)練方案] 1.使用血球計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù)時(shí)，應(yīng)注意什么？ 2.將計(jì)數(shù)結(jié)果填入表格中。

3.簡(jiǎn)單說(shuō)明酵母菌死活染色的原理。[實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目]

實(shí)驗(yàn)八 微生物細(xì)胞大小的測(cè)定 [教學(xué)時(shí)數(shù)] 3學(xué)時(shí)

[實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求]

1.了解測(cè)微尺的構(gòu)造和使用，學(xué)習(xí)并掌握測(cè)定微生物細(xì)胞大小的方法。[實(shí)驗(yàn)原理] 微生物細(xì)胞的大小的測(cè)量是在顯微鏡下用目鏡測(cè)微尺來(lái)進(jìn)行的，但由于測(cè)量的是放大后的圖像，故目鏡測(cè)微尺在不同放大倍率下每格實(shí)際代表的長(zhǎng)度也隨之變化，因此，需用物鏡測(cè)微尺來(lái)校正在不同放大倍率下目鏡測(cè)微尺每格所代表的實(shí)際長(zhǎng)度。

物鏡測(cè)微尺是中央刻有精確刻度的載玻片，一般是將1 mm等分為100格，每格長(zhǎng)0．01mm，即10 um，它不直接用于測(cè)量細(xì)胞大小，而是用于校正目鏡測(cè)微尺的每格的相對(duì)長(zhǎng)度。

[實(shí)驗(yàn)材料與設(shè)備] 酵母菌懸液（市售的干酵母粉）或者制作的霉菌裝片

目鏡測(cè)微尺，物鏡測(cè)微尺、顯微鏡、載玻片、蓋玻片、吸水紙、0.1%的美藍(lán)染色液 [實(shí)驗(yàn)步驟]（—）裝目鏡測(cè)微尺

（二）校正目鏡測(cè)微尺

1.將物鏡測(cè)微尺刻度面朝上放在顯微鏡載物臺(tái)上

2.先用低倍鏡觀察，將目鏡測(cè)微尺刻度與物鏡測(cè)微尺的刻度平行。使兩尺的第一條刻度線(xiàn)相重合，再尋找兩尺的另 10 一條重合的刻度線(xiàn)，分別記錄兩重合線(xiàn)之間物鏡測(cè)微尺和目鏡測(cè)微尺所占的格數(shù)，由公式計(jì)算出目鏡測(cè)微尺每格所代表的長(zhǎng)度。

3.用同樣的方法換成高倍鏡進(jìn)行校正，記錄并計(jì)算在每種倍率下目鏡測(cè)微尺每一格所代表的長(zhǎng)度。

（三）酵母細(xì)胞大小的測(cè)定

制備菌懸液、染色： 用吸管吸取菌懸液（1滴）加入試管，用生理鹽水（8滴）進(jìn)行稀釋?zhuān)渭樱?滴）美蘭染色液。

制片： 用吸管吸取1滴上述菌懸液滴加到干凈的載玻片上，蓋上蓋玻片（注意一定不要有溢出和產(chǎn)生氣泡），將多余菌液用吸水紙吸干。

顯微鏡下觀察、測(cè)量：在不同倍率下測(cè)量菌體的長(zhǎng)度和寬度，記錄測(cè)定值，并計(jì)算出酵母的長(zhǎng)、寬值。[指導(dǎo)與訓(xùn)練方案] 1.為什么更換不同放大倍數(shù)的目鏡或物鏡時(shí)，必須用鏡臺(tái)測(cè)微尺重新對(duì)目鏡測(cè)微尺進(jìn)行校正? 2.如何校正目鏡測(cè)微尺？ ３．如何測(cè)定細(xì)菌的大小？

[實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目1]實(shí)驗(yàn)1 常用玻璃儀器包扎及干熱滅菌；培養(yǎng)基的制備（口述）與高壓蒸汽滅菌（操作-必做）1.1 培養(yǎng)皿、試管、吸管的洗滌包扎及干熱滅菌（操作-必做）1.2 培養(yǎng)基分裝到三角瓶和試管與高壓蒸汽滅菌（操作）[實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目2 實(shí)驗(yàn)2 無(wú)菌操作技術(shù)，倒平板和接種（操作-必做）1.倒平板，以清水代替；試管接試管；試管接培養(yǎng)皿 [實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目3] 實(shí)驗(yàn)3 細(xì)菌的革蘭氏染色（操作-必做）1.枯草桿菌 [實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目4] 實(shí)驗(yàn)4 微生物的顯微鏡計(jì)數(shù)（操作-必做）

酵母菌[實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目5]實(shí)驗(yàn)5 微生物細(xì)胞大小的測(cè)定（操作）會(huì)校正和測(cè)量酵母菌或真菌菌絲

第五篇：微生物的生長(zhǎng) 教案

微生物的生長(zhǎng)

教案

第二節(jié)《微生物的營(yíng)養(yǎng)、代謝和生長(zhǎng)》-微生物的生長(zhǎng)

教學(xué)設(shè)計(jì)

【教學(xué)目標(biāo)】

知識(shí)目標(biāo)

1、微生物群體生長(zhǎng)的規(guī)律及其在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用（理解）。

2、測(cè)定微生物群體生長(zhǎng)的方法（識(shí)記）。

3、度、pH和氧等因素對(duì)微生物生長(zhǎng)的影響（理解）。

能力目標(biāo)

1.通過(guò)細(xì)菌生長(zhǎng)曲線(xiàn)的學(xué)習(xí)，提高學(xué)生的的圖表對(duì)比分析能力。

2.通過(guò)細(xì)菌生長(zhǎng)曲線(xiàn)與種群生長(zhǎng)曲線(xiàn)的對(duì)比，培養(yǎng)學(xué)生歸納與演繹的能力。

情感態(tài)度與價(jià)值觀

通過(guò)微生物的一般生長(zhǎng)規(guī)律與種群的生長(zhǎng)規(guī)律的對(duì)比，培養(yǎng)學(xué)生正確看待一般問(wèn)題與特殊問(wèn)題，個(gè)性與共性的關(guān)系?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】

（1）微生物群體生長(zhǎng)的規(guī)律及其在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用。

（2）溫度、pH和氧等因素對(duì)微生物生長(zhǎng)的影響?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】

微生物群體生長(zhǎng)的規(guī)律及其在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用。

教學(xué)設(shè)計(jì)

【導(dǎo)入新課】

前面，我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了微生物的營(yíng)養(yǎng)與代謝，知道了微生物需要不斷從外界吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，通過(guò)代謝，獲取能量并合成自身的組成物質(zhì)，以維持自身正常的生命活動(dòng)。那么，從代謝的角度來(lái)看，當(dāng)同化作用大于異化作用時(shí)，微生物將表現(xiàn)出怎樣的特征？

學(xué)生回答：生長(zhǎng)的現(xiàn)象。

那么什么是微生物的生長(zhǎng)呢，我們一般是如何來(lái)研究微生物的生長(zhǎng)的呢？

這就是本節(jié)課我們所要學(xué)習(xí)的內(nèi)容——微生物的生長(zhǎng)?！就七M(jìn)新課】

微生物的生長(zhǎng)包括微生物細(xì)胞體積的擴(kuò)大與細(xì)胞數(shù)目的增多，由于大多數(shù)微生物細(xì)胞體積較小，個(gè)體質(zhì)量較輕，微生物的個(gè)體生長(zhǎng)不易觀察；同時(shí)由于微生物繁殖速度一般較快，因而通常以微生物的群體為單位來(lái)研究微生物的生長(zhǎng)。

那么，微生物的群體生長(zhǎng)會(huì)具有怎樣的特征呢？群體生長(zhǎng)狀況是否具有一定的規(guī)律？假如有的話(huà)，這是怎樣一種規(guī)律？研究這一規(guī)律具有怎樣的現(xiàn)實(shí)意義呢？接下來(lái)我們一起來(lái)學(xué)習(xí)

學(xué)習(xí)目標(biāo)一：微生物群體生長(zhǎng)規(guī)律

教師分析：由于在自然環(huán)境下微生物群體生長(zhǎng)受到非生物影響、種內(nèi)關(guān)系、種間關(guān)系等多種因素的綜合影響其群體生長(zhǎng)的狀況多變而復(fù)雜，往往難以描述，因而，從實(shí)際工作的角度出發(fā)，微生物的群體生長(zhǎng)狀況的研究一般是置于人工控制的條件下進(jìn)行的。那么，我們?nèi)绾蝸?lái)描述 細(xì)菌的生長(zhǎng)曲線(xiàn)呢？

師生共同總結(jié)：從細(xì)菌接種到培養(yǎng)基中開(kāi)始到培養(yǎng)基中的細(xì)菌群體死亡的動(dòng)態(tài)變化，可以分為調(diào)整期、對(duì)數(shù)期、穩(wěn)定期、衰亡期四個(gè)重要時(shí)期。

教師強(qiáng)調(diào)：微生物的群體生長(zhǎng)曲線(xiàn)是種群內(nèi)個(gè)體生長(zhǎng)的一個(gè)頻率統(tǒng)計(jì)，反應(yīng)的是微生物種群概念上的數(shù)量變化特征，因而并非是該時(shí)期的所有個(gè)體均具有相應(yīng)的特征。

教師設(shè)置問(wèn)題情景，引導(dǎo)學(xué)生思考：細(xì)菌生長(zhǎng)曲線(xiàn)是運(yùn)用數(shù)學(xué)模型研究群體生長(zhǎng)規(guī)律的一種方法。那么，我們一般是按怎樣的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)劃分各區(qū)段的？具體而言，不同區(qū)段究竟蘊(yùn)涵了怎樣的生物學(xué)含義呢？

師生互動(dòng)，教師利用投影，呈示下述表格，使學(xué)生明確需要研究的問(wèn)題。

（1）調(diào)整期

細(xì)菌剛被接種到培養(yǎng)基上時(shí)，對(duì)新環(huán)境有一個(gè)短暫的調(diào)整或適應(yīng)的過(guò)程，一般不立即進(jìn)行分離的情景，同時(shí)反映細(xì)菌的形態(tài)結(jié)構(gòu)等特征，教師對(duì)調(diào)整期的時(shí)間、群體生長(zhǎng)速率、細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)與生理特征、實(shí)踐意義等方面的問(wèn)題總結(jié)如下：

①時(shí)間：從細(xì)菌剛被接種到培養(yǎng)基上開(kāi)始，到細(xì)菌開(kāi)始進(jìn)入快速分裂為止。②生長(zhǎng)速率：幾乎為零，細(xì)胞數(shù)目幾乎不變。③細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)：細(xì)菌細(xì)胞體積增長(zhǎng)較快。

④細(xì)胞的生理特點(diǎn)：細(xì)菌代謝活躍，是合成初級(jí)代謝產(chǎn)物量最多的時(shí)期；細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)大量合成細(xì)胞分裂所需的酶、ATP及其他細(xì)胞成分，為下一階段的細(xì)胞分裂作準(zhǔn)備。

⑤影響該階段長(zhǎng)短的相關(guān)因素：

Ⅰ菌種：若把對(duì)數(shù)期的菌種接種到培養(yǎng)基上時(shí)，可相對(duì)縮短調(diào)整期；若把穩(wěn)定期或其他時(shí)期的菌種接種到培養(yǎng)基上時(shí)，則調(diào)整期相對(duì)較長(zhǎng)。

Ⅱ培養(yǎng)基：若培養(yǎng)基的理化性質(zhì)與原先菌種的培養(yǎng)基比較相似，則調(diào)整期時(shí)間較短；若培養(yǎng)基的理化性質(zhì)與原先菌種的培養(yǎng)基相差比較大，則調(diào)整期時(shí)間較長(zhǎng)。

（2）對(duì)數(shù)期

學(xué)生分析觀察、討論： ①時(shí)間

教師提問(wèn)：我們一般把哪一個(gè)階段稱(chēng)為細(xì)菌群體生長(zhǎng)的對(duì)數(shù)期呢？

學(xué)生回答：從細(xì)菌開(kāi)始快速分裂開(kāi)始，到培養(yǎng)基中細(xì)菌的群體數(shù)目不再增加，保持動(dòng)態(tài)穩(wěn)定為止。

②生長(zhǎng)速率

教師提問(wèn)：在細(xì)菌群體生長(zhǎng)的對(duì)數(shù)期階段，群體生長(zhǎng)速率具有怎樣的特征？ 學(xué)生回答：速率最快，細(xì)胞數(shù)目以幾何級(jí)數(shù)增加；可以用Bn總=Bn×2來(lái)描述。③細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu) 教師提問(wèn)：那么，大多數(shù)細(xì)菌的細(xì)胞在這一階段具有怎樣的形態(tài)結(jié)構(gòu)與生理特征呢？

學(xué)生回答：形態(tài)特征最為穩(wěn)定，細(xì)菌生理特征比較穩(wěn)定，代謝旺盛，細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)各種組分，特別是核糖體數(shù)量劇增，此階段的代謝容易受到周?chē)h(huán)境條件的影響。

④影響階段長(zhǎng)短的相關(guān)因素

教師提問(wèn)：影響這一階段時(shí)間長(zhǎng)短的相關(guān)因素有哪些呢？ 學(xué)生主要從以下幾方面展開(kāi)討論： Ⅰ菌種：該種細(xì)菌的遺傳特性；

Ⅱ培養(yǎng)基：培養(yǎng)基的各種理化性質(zhì)（如培養(yǎng)基化學(xué)成分與PH、T、氧氣）是否適宜； Ⅲ溫度：溫度通過(guò)影響酶活性來(lái)影響微生物的新陳代謝速率，從而影響對(duì)數(shù)期的長(zhǎng)短。

⑤造成該階段特征的主要原因 學(xué)生討論：略。

教師提問(wèn)：從生態(tài)學(xué)角度來(lái)看，造成細(xì)菌群體生長(zhǎng)的對(duì)數(shù)期的主要原因有哪些呢？ 學(xué)生討論：略。

總結(jié)：培養(yǎng)基中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)充分，空間充裕，種內(nèi)斗爭(zhēng)不劇烈；培養(yǎng)基中的PH、T、氧氣等條件適宜，微生物新陳代謝旺盛，能量供應(yīng)充足，培養(yǎng)基中一些有害的代謝產(chǎn)物尚未開(kāi)始積累；微生物種群的出生率大于死亡率，種群密度增加。

⑥實(shí)踐意義

教師講述：這一階段在生產(chǎn)實(shí)踐上具有相當(dāng)重要的意義，例如控制對(duì)數(shù)期。那么，為何要在生產(chǎn)過(guò)程中根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際需要，控制微生物群體生長(zhǎng)的對(duì)數(shù)期呢？

學(xué)生討論：略。

教師分析：以酵母菌發(fā)酵產(chǎn)生酒精而言，如果對(duì)數(shù)期過(guò)長(zhǎng)，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)量消耗過(guò)多，會(huì)導(dǎo)致下一個(gè)階段微生物積累的代謝產(chǎn)物減少；如果對(duì)數(shù)期過(guò)短，培養(yǎng)基中的菌體數(shù)目比較少，也會(huì)導(dǎo)致下一個(gè)階段微生物積累的代謝產(chǎn)物減少。

（3）穩(wěn)定期

學(xué)生通過(guò)對(duì)信息的觀察、分析與討論，對(duì)穩(wěn)定期的時(shí)間、群體生長(zhǎng)速率、細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)與生理特征等方面的問(wèn)題總結(jié)如下：

①時(shí)間：從培養(yǎng)基中細(xì)菌的群體數(shù)目不再增加，保持動(dòng)態(tài)穩(wěn)定開(kāi)始，到培養(yǎng)基中細(xì)菌群體數(shù)目開(kāi)始減少為止。②生長(zhǎng)速率：分裂速率相對(duì)對(duì)數(shù)期下降，死亡速率上升，細(xì)胞數(shù)目動(dòng)態(tài)平衡，活細(xì)菌數(shù)目達(dá)到最高峰。

③細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)：某些產(chǎn)芽孢細(xì)菌在這個(gè)時(shí)期開(kāi)始產(chǎn)生芽孢。

細(xì)胞的生理特點(diǎn)：細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)開(kāi)始大量積累代謝產(chǎn)物，特別是次級(jí)代謝產(chǎn)物。④影響該階段長(zhǎng)短的相關(guān)因素：菌種、培養(yǎng)基理化性質(zhì)、溫度等因素。⑤造成原因：

Ⅰ培養(yǎng)基中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在對(duì)數(shù)期被大量消耗，同時(shí)由于培養(yǎng)基中細(xì)菌的種群數(shù)目達(dá)到最你 大，種內(nèi)斗爭(zhēng)劇烈，導(dǎo)致個(gè)體死亡率上升，出生率下降。

Ⅱ因?yàn)槲⑸镩L(zhǎng)時(shí)間代謝，導(dǎo)致培養(yǎng)基中的PH、T、氧氣等理化性質(zhì)發(fā)生改變，微生物新陳代謝速率下降，能量供應(yīng)不足，細(xì)菌細(xì)胞生長(zhǎng)、分裂速度下降。

Ⅲ培養(yǎng)基中一些有害的代謝產(chǎn)物開(kāi)始積累，影響微生物生長(zhǎng)。⑥實(shí)踐意義——延長(zhǎng)穩(wěn)定期：

教師提問(wèn)：為什么延長(zhǎng)穩(wěn)定期可以提高發(fā)酵工程的產(chǎn)量呢？生產(chǎn)中該如何來(lái)進(jìn)行合理控制，以延長(zhǎng)穩(wěn)定期呢？

學(xué)生小組討論后，總結(jié)：Ⅰ進(jìn)入穩(wěn)定期以后，包括抗生素在內(nèi)的多種次級(jí)代謝產(chǎn)物開(kāi)始大量積累，如果適時(shí)補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，排出有害的代謝產(chǎn)物，則可延長(zhǎng)穩(wěn)定期，提高代謝產(chǎn)物的產(chǎn)量。Ⅱ延長(zhǎng)穩(wěn)定期的方法有很多，其中微生物的連續(xù)培養(yǎng)是一種比較常用的辦法。

在穩(wěn)定期后，細(xì)菌群體生長(zhǎng)將進(jìn)入什么時(shí)期呢？（4）衰亡期

教師提問(wèn)：什么叫衰亡期？

學(xué)生回答：在穩(wěn)定期之后，隨著培養(yǎng)的繼續(xù)進(jìn)行，細(xì)菌群體的死亡速率大于繁殖速率，培養(yǎng)基中細(xì)菌群體的數(shù)目開(kāi)始急劇下降，這一階段稱(chēng)為衰亡期。

教師提問(wèn)：該時(shí)期的微生物群體、微生物細(xì)胞個(gè)體有怎樣的特點(diǎn)？在生產(chǎn)實(shí)踐中有何應(yīng)用價(jià)值？

學(xué)生總結(jié)：

時(shí)間：從培養(yǎng)基中細(xì)菌的群體數(shù)據(jù)急劇減少開(kāi)始，到培養(yǎng)基中細(xì)菌種群消亡為止。生長(zhǎng)速率：死亡速率超過(guò)繁殖速率，導(dǎo)致培養(yǎng)基中細(xì)菌群體的活細(xì)胞數(shù)目不斷下降。細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)：細(xì)胞出現(xiàn)了多種形態(tài)，甚至畸形。細(xì)胞的生理特點(diǎn)：有些細(xì)菌開(kāi)始解體，釋放出代謝產(chǎn)物。影響該階段長(zhǎng)短的相關(guān)因素：1菌種：產(chǎn)芽孢的細(xì)菌其芽孢比代謝活躍的營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞更易于存活。2培養(yǎng)基梨花性質(zhì)、溫度等因素

造成該階段特征的原因：1.培養(yǎng)基中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)一步被大量消耗，同時(shí)由于培養(yǎng)基中細(xì)菌的種內(nèi)斗爭(zhēng)進(jìn)一步加劇，導(dǎo)致個(gè)體死亡率急劇上升，出生率急劇下降。

2.因?yàn)槲⑸镩L(zhǎng)時(shí)間代謝，導(dǎo)致培養(yǎng)基中的PH、T、氧氣等理化性質(zhì)發(fā)生改變，微生物

微生物新陳代謝速率下降，能量供應(yīng)不足，細(xì)菌細(xì)胞生長(zhǎng)、分裂速度下降 3.隨著部分細(xì)菌細(xì)胞的裂解，培養(yǎng)基中一些有害的代謝產(chǎn)物大量累積，影響微生物生長(zhǎng)。

實(shí)踐意義：延長(zhǎng)衰亡期

通過(guò)補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)和能源、中和環(huán)境毒性，可以減緩細(xì)胞死亡速率，延長(zhǎng)細(xì)菌群體的存活時(shí)間。

學(xué)習(xí)目標(biāo)二：微生物群體生長(zhǎng)規(guī)律的應(yīng)用

1.酒精生產(chǎn)中，設(shè)法縮短調(diào)整期，控制對(duì)數(shù)期，以便在短時(shí)間內(nèi)獲得最大的產(chǎn)量。2.醫(yī)學(xué)上，要通過(guò)細(xì)菌染色來(lái)鑒定細(xì)菌，通常采用對(duì)數(shù)期的菌體，因?yàn)檫@一階段的細(xì)菌細(xì)胞生理特征最穩(wěn)定

3.工業(yè)上產(chǎn)生酵母，通常在穩(wěn)定期收集菌體，因?yàn)檫@一時(shí)期菌體數(shù)目最大。學(xué)習(xí)目標(biāo)三：影響微生物生長(zhǎng)的環(huán)境因素 1．溫度：

微生物生長(zhǎng)最旺盛時(shí)的溫度叫最適生長(zhǎng)溫度。

在最適生長(zhǎng)溫度范圍內(nèi)，微生物的生長(zhǎng)速率隨溫度的上升而加快；超過(guò)最適生長(zhǎng)溫度后，微生物的生長(zhǎng)速率會(huì)急劇下降，這是由于細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)和核酸等發(fā)生了不可逆的破壞。2．pH：

超過(guò)最適pH范圍以后，會(huì)影響酶的活性、細(xì)胞膜的穩(wěn)定性等，從而影響微生物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收等。多數(shù)細(xì)菌的最適pH為6.5～7.5，真菌的最適pH為5.0～6.0。3．氧：

環(huán)境中氧含量的狀況，對(duì)不同代謝類(lèi)型的微生物群體的生長(zhǎng)，具有不同的影響。按照微生物對(duì)氧含量的要求可分為好氧型微生物、厭氧型微生物和兼性厭氧微生物?！痉答伨毩?xí)】

1．(2004廣東生物)將少量的某種細(xì)菌接種到恒定容積的液體培養(yǎng)基中，并置于適宜的條件下培養(yǎng)，定期取樣統(tǒng)計(jì)細(xì)菌的數(shù)目。如果以時(shí)間為橫坐標(biāo)，以細(xì)菌數(shù)目的對(duì)數(shù)為縱坐標(biāo)作圖，可以得到細(xì)菌的生長(zhǎng)曲線(xiàn)。曲線(xiàn)中，細(xì)菌數(shù)量變化較大的時(shí)期為（）A．衰亡期和調(diào)整期 B．調(diào)整期和穩(wěn)定期 C．對(duì)數(shù)期和衰亡期 D．穩(wěn)定期和對(duì)數(shù)期

2、（2005北京春理綜）將酵母分為a、b、c、d四組，用不同的方式培養(yǎng)，其種群增長(zhǎng)曲線(xiàn)如圖所示。請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題。

（1）a呈現(xiàn)____型增長(zhǎng)，該種群的生長(zhǎng)在20h之前處于____期，20h－40h處于_____期。（2）d呈現(xiàn)_______型增長(zhǎng)，在100h－200h，d的增長(zhǎng)率趨于______________。若在現(xiàn)有條件下繼續(xù)培養(yǎng)，其種群數(shù)量趨于____________。（A增多 B減少）

（3）隨著更換培養(yǎng)液的時(shí)間間隔的延長(zhǎng)，酵母種群的增長(zhǎng)率趨于_________，其可能的限制因素是________不足和__________的積累。

【答案】（1）J 調(diào)整 對(duì)數(shù)

（2）S 0（或零）B（或減小）

（3）降低（或減小）營(yíng)養(yǎng)

有害代謝產(chǎn)物（或有害產(chǎn)物）【板書(shū)設(shè)計(jì)】

第二節(jié) 微生物的生長(zhǎng)

一、微生物的的群體生長(zhǎng)規(guī)律

1.調(diào)整期 2.對(duì)數(shù)期 3.穩(wěn)定期 4.衰亡期

二、微生物群體生長(zhǎng)規(guī)律的應(yīng)用

三、影響微生物生長(zhǎng)的環(huán)境因素

1.溫度 2.PH 3.氧