第一篇：微生物工程 第一章 緒論

微生物工程：

發(fā)酵工程、生物冶金、環(huán)境保護(hù)、微生物勘探、能源開(kāi)發(fā)等。概念：

利用微生物生長(zhǎng)代謝活動(dòng)產(chǎn)生的各種生理活性物質(zhì)來(lái)生產(chǎn)商業(yè)產(chǎn)品。6 狹義 “發(fā)酵”的定義：在生物化學(xué)或生理學(xué)上發(fā)酵是指微生物在無(wú)氧條件下，分解各種有機(jī)物質(zhì)產(chǎn)生能量的一種方式，或者更嚴(yán)格地說(shuō)，發(fā)酵是以有機(jī)物作為電子受體的氧化還原產(chǎn)能反應(yīng)。如葡萄糖在無(wú)氧條件下被微生物利用產(chǎn)生酒精并放出二氧化碳。同時(shí)獲得能量，丙酮酸被還原為乳酸而獲得能量等等。廣義 “發(fā)酵”的定義：工業(yè)上所稱(chēng)的發(fā)酵是泛指利用生物細(xì)胞制造某些產(chǎn)品或凈化環(huán)境的過(guò)程，它包括厭氧培養(yǎng)的生產(chǎn)過(guò)程，如酒精、丙酮丁醇、乳酸等，以及通氣（有氧）培養(yǎng)的生產(chǎn)過(guò)程，如抗生素、氨基酸、酶制劑等的生產(chǎn)。產(chǎn)品即有細(xì)胞代謝產(chǎn)物，也包括菌體細(xì)胞、酶等。“發(fā)酵工程”的定義：應(yīng)用微生物學(xué)等相關(guān)的自然科學(xué)以及工程學(xué)原理，利用微生物等生物細(xì)胞進(jìn)行酶促轉(zhuǎn)化，將原料轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品或提供社會(huì)性服務(wù)的一門(mén)科學(xué)。

基本概念 8 發(fā)酵工程的特點(diǎn)

發(fā)酵和其他化學(xué)工業(yè)的最大區(qū)別在于它是生物體所進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)。其主要特點(diǎn)如下： 1·發(fā)酵過(guò)程一般來(lái)說(shuō)都是在常溫常壓下進(jìn)行的生物化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)安全，要求條件也比較簡(jiǎn)單。

2·發(fā)酵所用的原料簡(jiǎn)單粗放。通常以淀粉、糖蜜或其他農(nóng)副產(chǎn)品為主，只要加入少量的有機(jī)和無(wú)機(jī)氮源就可進(jìn)行反應(yīng)。微生物因不同的類(lèi)別可以有選擇地去利用它所需要的營(yíng)養(yǎng)?；谶@一特性，可以利用廢水和廢物等作為發(fā)酵的原料進(jìn)行生物資源的改造和更新。

3·發(fā)酵過(guò)程是通過(guò)生物體的自動(dòng)調(diào)節(jié)方式來(lái)完成的，反應(yīng)的專(zhuān)一性強(qiáng)，因而可以得到較為單一的代謝產(chǎn)物。

4·發(fā)酵過(guò)程中對(duì)雜菌污染的防治至關(guān)重要。除了必須對(duì)設(shè)備進(jìn)行嚴(yán)格消毒處理和空氣過(guò)濾外，反應(yīng)必須在無(wú)菌條件下進(jìn)行。如果污染了雜菌，生產(chǎn)上就要遭到巨大的經(jīng)濟(jì)損失，要是感染了噬菌體，對(duì)發(fā)酵就會(huì)造成更大的危害。因而維持無(wú)菌條件是發(fā)酵成敗的關(guān)鍵。

5·由于生物體本身所具有的反應(yīng)機(jī)制，能夠?qū)Ｒ恍缘睾透叨冗x擇性地對(duì)某些較為復(fù)雜的化合物進(jìn)行特定部位地氧化、還原等化學(xué)轉(zhuǎn)化反應(yīng)，也可以產(chǎn)生比較復(fù)雜的高分子化合物。

6·微生物菌種是進(jìn)行發(fā)酵的根本因素，通過(guò)變異和菌種篩選，可以獲得高產(chǎn)的優(yōu)良良菌株并使生產(chǎn)設(shè)備得到充分利用，也可以因此獲得按常規(guī)方法難以生產(chǎn)的產(chǎn)品。

7·工業(yè)發(fā)酵與其他工業(yè)相比，投資少，見(jiàn)效快，并可以取得顯著的經(jīng)濟(jì)效益。12 發(fā)酵的類(lèi)型按發(fā)酵原料來(lái)區(qū)分 糖類(lèi)物質(zhì)發(fā)酵

石油發(fā)酵

廢水發(fā)酵 13 按發(fā)酵形式來(lái)區(qū)分

固態(tài)發(fā)酵 深層液體發(fā)酵 14 按發(fā)酵產(chǎn)物區(qū)分

氨基酸發(fā)酵 有機(jī)酸發(fā)酵 抗生素發(fā)酵 酒精發(fā)酵 維生素發(fā)酵 酶制劑發(fā)酵按發(fā)酵工藝流程區(qū)分

分批發(fā)酵 分批補(bǔ)料發(fā)酵 連續(xù)發(fā)酵 發(fā)酵的類(lèi)型 16 按發(fā)酵過(guò)程中對(duì)氧的不同需求來(lái)分

好氧發(fā)酵

厭氧發(fā)酵發(fā)酵過(guò)程的組成

繁殖種子和發(fā)酵生產(chǎn)所用的培養(yǎng)基組份確定； 培養(yǎng)基、發(fā)酵罐及其附屬設(shè)備的滅菌；

培養(yǎng)出有活性、適量的純種，接種入生產(chǎn)容器中；

微生物在最適合于產(chǎn)物生長(zhǎng)的條件下，在發(fā)酵罐中生長(zhǎng)； 產(chǎn)物提取和精制；

過(guò)程中排出的廢棄物的處理。19 發(fā)酵生產(chǎn)的條件 某種適宜的微生物

保證或控制微生物進(jìn)行代謝的各種條件（培養(yǎng)基組成，溫度，溶氧，pH等）進(jìn)行微生物發(fā)酵的設(shè)備

提取菌體或代謝產(chǎn)物，精制成產(chǎn)品的方法和設(shè)備 23 菌體

工業(yè)生產(chǎn)的微生物體，可分為二種： 供制備面包用的酵母；

作為人類(lèi)或動(dòng)物的食物的微生物細(xì)胞（單細(xì)胞蛋白質(zhì)）。24 微生物的酶

工業(yè)上，曾由植物、動(dòng)物和微生物生產(chǎn)酶。微生物的酶可以用發(fā)酵技術(shù)大量生產(chǎn)，是其最大的優(yōu)點(diǎn)。而且與植物或動(dòng)物相比，改進(jìn)微生物的生產(chǎn)能力也方便得多。酶的生產(chǎn)是受到微生物本身嚴(yán)格控制。為改進(jìn)酶的生產(chǎn)能力可以改變這些控制，如在培養(yǎng)基中加入誘導(dǎo)物和采用菌株的誘變和篩選技術(shù)，以消除反饋?zhàn)瓒糇饔谩?5 微生物代謝產(chǎn)物---代謝產(chǎn)物的類(lèi)別

初級(jí)代謝產(chǎn)物：氨基酸、核苷酸、蛋白質(zhì)、核酸、脂類(lèi)和碳水化合物等。

次級(jí)代謝產(chǎn)物：有些微生物的穩(wěn)定期培養(yǎng)物中所含有的化合物，并不在營(yíng)養(yǎng)期時(shí)出現(xiàn)，而且未見(jiàn)到對(duì)細(xì)胞代謝功能有明顯的影響。例如，抗生素。微生物代謝產(chǎn)物---初級(jí)代謝產(chǎn)物及其在工業(yè)上的用途舉例 生物轉(zhuǎn)化過(guò)程---定義

生物細(xì)胞或其產(chǎn)生的酶能將一種化合物轉(zhuǎn)化成化學(xué)結(jié)構(gòu)相似，但在經(jīng)濟(jì)上更有價(jià)值的化合物。

轉(zhuǎn)化反應(yīng)是催化脫氫、氧化、羥化、縮合、脫羧、氨化、脫氨化或同分異構(gòu)作用。29 生物轉(zhuǎn)化過(guò)程---特點(diǎn)

反應(yīng)條件溫和(30-40℃，常壓，水相反應(yīng))反應(yīng)選擇性高

反應(yīng)產(chǎn)物純度高（包括光學(xué)純）

反應(yīng)底物簡(jiǎn)單便宜（一般無(wú)毒、不易燃）反應(yīng)收率主要取決于菌種的性能 設(shè)備簡(jiǎn)單 31 生物工程重要的組成部分 發(fā)酵工程(Fermentation)酶工程(蛋白質(zhì)工程)(Enzyme engineering & Protein

engineering)

基因工程(Genetic engineering)

細(xì)胞工程(Cell engineering)

發(fā)酵工程的過(guò)去－－發(fā)酵工業(yè)發(fā)展年鑒 由食品工業(yè)向非食品工業(yè)發(fā)展 抗菌素發(fā)酵工業(yè) 38 異位生物修復(fù) 原位生物修復(fù) ◆土著原位 ◆工程原位

廢水生物處理工程 生物修復(fù)

發(fā)酵工程的現(xiàn)在－－解決的問(wèn)題 42 1 微生物菌株選育→ →微生物菌株選育、改造與功能優(yōu)化技術(shù)

工業(yè)環(huán)境與自然環(huán)境的巨大差異 微生物長(zhǎng)期進(jìn)化的經(jīng)濟(jì)型生存本能 發(fā)酵工程的障礙

微生物及其分子的適應(yīng)能力 微生物效率與產(chǎn)率 技術(shù)手段： 代謝組學(xué) 流量組學(xué) 代謝工程 生物信息學(xué) 高通量篩選 43 2 發(fā)酵工藝→ →發(fā)酵過(guò)程優(yōu)化、控制與反應(yīng)器技術(shù)

優(yōu)化的目標(biāo)是創(chuàng)造最適合微生物或酶工作的環(huán)境

需要發(fā)展過(guò)程環(huán)境參數(shù)和微生物生理參數(shù)的在線監(jiān)測(cè)技術(shù)

基于工業(yè)微生物生理的發(fā)酵過(guò)程模型化、預(yù)測(cè)和控制技術(shù)

基于人工智能的生物轉(zhuǎn)化過(guò)程精細(xì)控制技術(shù) 發(fā)酵工程的現(xiàn)在－－研究的內(nèi)容 44 3 單元操作→ →發(fā)酵工程過(guò)程工程技術(shù) 細(xì)胞群體效應(yīng)及過(guò)程放大原理 大規(guī)模細(xì)胞群體行為及過(guò)程放大原理

多相復(fù)雜體系物質(zhì)和能量傳遞與生物轉(zhuǎn)化規(guī)律生化反應(yīng)過(guò)程放大原理與方法 多相生化特性分析及生物過(guò)程模型化生物/化學(xué)方法耦聯(lián)設(shè)計(jì)與調(diào)控 生物過(guò)程單元耦合與過(guò)程優(yōu)化原理工業(yè)生物過(guò)程單元耦合與集成工業(yè)生物過(guò)程的系統(tǒng)控制與優(yōu)化

4 發(fā)酵產(chǎn)品分離提取工藝→→發(fā)酵產(chǎn)品高效提取技術(shù)與裝備 發(fā)酵罐

1、提高產(chǎn)品收率

2、降低生產(chǎn)成本 目標(biāo)

生物反應(yīng)與產(chǎn)物分離的耦合技術(shù) 新型分離介質(zhì)和新型分離方法 46 5 廢物處理→→綠色制造工藝的開(kāi)發(fā)

1·利用微生物細(xì)胞或酶的生物催化功能，進(jìn)行大規(guī)模的物質(zhì)加工與轉(zhuǎn)化的先進(jìn)生產(chǎn)方式

2·針對(duì)高污染、高能耗的化學(xué)工業(yè)過(guò)程，以生物加工取代化學(xué)加工 3·采用酶技術(shù)等方法，改造造紙、皮革、紡織、醫(yī)藥、食品等行業(yè) 節(jié)約能耗、降低水資源消耗、降低污染物排放、實(shí)現(xiàn)環(huán)境友好過(guò)程 47 發(fā)酵工程的現(xiàn)在－－關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題 微生物能夠積累最大目的產(chǎn)物(產(chǎn)量)的條件是什么？

高產(chǎn)量 便于產(chǎn)品分離提取 底物最多被微生物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物(轉(zhuǎn)化率)的條件是什么？ 糧食原料為底物 高轉(zhuǎn)化率 降低原料成本 微生物最快速度發(fā)酵生產(chǎn)目的產(chǎn)物的條件是什么？ 分批操作為主 高生產(chǎn)強(qiáng)度 縮短生產(chǎn)周期 高產(chǎn)量

高底物轉(zhuǎn)化率 高生產(chǎn)強(qiáng)度 優(yōu)化策略

在理論和技術(shù)上有突破,在工業(yè)生產(chǎn)中能廣泛應(yīng)用 顯著提高發(fā)酵過(guò)程的經(jīng)濟(jì)性和科學(xué)性 52 發(fā)酵工程的現(xiàn)在 發(fā)酵工程是工業(yè)生物技術(shù)的主要部分，由于國(guó)家需求和社會(huì)發(fā)展，主要目標(biāo)已從生活資料的生產(chǎn)轉(zhuǎn)向解決資源、能源和環(huán)境問(wèn)題 發(fā)酵工程的技術(shù)內(nèi)涵，已經(jīng)從主要是工業(yè)應(yīng)用技術(shù)，發(fā)展為緊密依靠生物學(xué)、工程學(xué)基礎(chǔ)研究的工程技術(shù) 發(fā)酵工業(yè)與其它學(xué)科的交叉，已經(jīng)從產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程拓展到關(guān)鍵技術(shù)、方法學(xué) 53 發(fā)酵工業(yè)的現(xiàn)在 4 生產(chǎn)規(guī)模大

醋、醬油、啤酒等產(chǎn)量世界第一 抗生素，如青霉素等產(chǎn)量世界第一

維生素C、氨基酸(味精)、有機(jī)酸(如檸檬酸）等產(chǎn)量世界第一 5 產(chǎn)品種類(lèi)多

5000多家, 相關(guān)產(chǎn)業(yè)年產(chǎn)值超過(guò)2萬(wàn)億元，占國(guó)民經(jīng)濟(jì)的20% 54 6 工藝技術(shù)落后 環(huán)境污染嚴(yán)重

每年廢水達(dá)80億m3(工業(yè)排放總量10%)，COD排放500萬(wàn)噸(20％)生產(chǎn)水平低25%-45%、能耗高40%、水耗高55% 8 創(chuàng)新品種較少 部分產(chǎn)品長(zhǎng)期依賴(lài)進(jìn)口 中國(guó)不是發(fā)酵工業(yè)強(qiáng)國(guó) 58 1 基于組學(xué)技術(shù)的高通量菌

種改造和篩選平臺(tái) 基于組學(xué)和生物信息學(xué)的 代謝途徑分析與優(yōu)化 3 基于實(shí)時(shí)代謝流分 析、代謝途徑模型和智控工

程的集約型發(fā)酵過(guò)程控

制與優(yōu)化技術(shù) 基于發(fā)酵液及產(chǎn)品特性的高收率、低成本、高

質(zhì)量和環(huán)境友好的集成 型提取精制技術(shù) 基于源頭防治與過(guò)程監(jiān)

控的資源節(jié)約與廢物資

源化清潔生產(chǎn)技術(shù)

第二篇：一.微生物緒論課外參考

一個(gè)難以認(rèn)識(shí)的微生物世界

人類(lèi)對(duì)動(dòng)植物的認(rèn)識(shí)，可以追溯到人類(lèi)的出現(xiàn)?？墒牵瑢?duì)數(shù)量龐大、分布廣泛并始終包圍在人體內(nèi)外的微生物卻長(zhǎng)期缺乏認(rèn)識(shí)，原因主要有以下四個(gè)方面。

（1）個(gè)體微小 一般地說(shuō)，人眼對(duì)小于1mm的物體就看不清楚了，而微生物的大小多數(shù)是在幾μm至幾十μm范圍內(nèi)，因此就無(wú)法發(fā)現(xiàn)或辨認(rèn)它們。

（2）外貌不顯 微生物的個(gè)體（細(xì)胞）雖看不見(jiàn)，但是由無(wú)數(shù)個(gè)體組成的群體（菌落或菌苔）卻是可見(jiàn)的。然而，各種微生物群體的外形往往平淡無(wú)奇、不甚顯目，因此，對(duì)其作用就極易忽略。

（3）雜居混生 微生物在自然條件下都是雜居混生在一起的，因此，在發(fā)明對(duì)其中各純種微生物可進(jìn)行分離、培養(yǎng)的技術(shù)前，是無(wú)法知道各種微生物對(duì)自然界和人類(lèi)的真正作用的。

（4）因果難聯(lián) 由于微生物具有生長(zhǎng)繁殖速度快和代謝活力強(qiáng)等特點(diǎn)，因此，當(dāng)人體或動(dòng)植物體處在病原微生物感染的早期時(shí)，一般并不會(huì)引起人們的警覺(jué)。一旦事態(tài)突然嚴(yán)重時(shí)，對(duì)于一些沒(méi)有較深刻的微生物學(xué)知識(shí)的人來(lái)說(shuō)，也不會(huì)真正理解這竟然是微生物生命活動(dòng)的結(jié)果，因此容易遭到損失。在非病原微生物引起的各種生物化學(xué)變化（如發(fā)酵、腐敗等）中，也有同樣的情況。

微生物學(xué)歷史發(fā)展的早期，就是圍繞著如何克服這四大障礙而開(kāi)展各種研究工作的。

當(dāng)人們還處于對(duì)微生物世界的無(wú)知狀態(tài)時(shí)，對(duì)待眼前的微生物往往表現(xiàn)出“視而不見(jiàn)、嗅而不聞、觸而不覺(jué)、食而不察、得其益而不感其好、受其害而不知其惡”的愚昧狀態(tài)。這從人類(lèi)歷史上曾遭受多次嚴(yán)重的瘟疫流行的事實(shí)而得到充分的證明。如鼠疫（黑死?。?、天花、麻風(fēng)、梅毒和肺結(jié)核（白疫）的大流行等，直至今天，也還有愛(ài)滋病等新的嚴(yán)重的傳染病在出現(xiàn)和流行。其中的鼠疫更是猖獗。當(dāng)公元6世紀(jì)鼠疫在地球上第一次大流行時(shí)，曾危及埃及、土耳其、意大利和阿富汗等國(guó)家和地區(qū)，死亡人數(shù)約1億人；第二次（14世紀(jì)）流行時(shí)，歐洲約死2500萬(wàn)人口，亞洲約死4000萬(wàn)（其中中國(guó)約1300萬(wàn)）；上世紀(jì)末至本世紀(jì)初的第三次流行，發(fā)生在香港和印度北部地區(qū)，死亡人數(shù)約100萬(wàn)。這三次全球性殺人不見(jiàn)血的流行病共殃及近2億人口，比死亡最慘重的第二次世界大戰(zhàn)（約死亡1.1億）還多！植物病原微生物對(duì)農(nóng)作物的危害也有類(lèi)似的情況。例如，19世紀(jì)中葉，由于第一次“綠色革命”的結(jié)果，在歐洲普遍只種植單一的高產(chǎn)糧食作物馬鈴薯。在1843～1847年間由于氣候異常，致使歐洲發(fā)生馬鈴薯晚疫病的大流行，毀滅了5／6的馬鈴薯，個(gè)別地方甚至顆粒無(wú)收。當(dāng)時(shí)愛(ài)爾蘭的800萬(wàn)人口中，有近100萬(wàn)人直接餓死或間接病死，并有164萬(wàn)人逃往北美謀生。

人類(lèi)揭開(kāi)微生物世界奧秘的歷史

微生物學(xué)的發(fā)展歷史可分為五個(gè)時(shí)期，現(xiàn)簡(jiǎn)述如下。

1．史前期 史前期是指人類(lèi)還未見(jiàn)到微生物個(gè)體尤其是細(xì)菌細(xì)胞前的一段漫長(zhǎng)的歷史時(shí)期，大約在距今8000年前一直至公元1676年間。當(dāng)時(shí)的人類(lèi)雖未見(jiàn)到微生物的個(gè)體，卻自發(fā)地與微生物頻繁地打交道，并憑自己的經(jīng)驗(yàn)在實(shí)踐中開(kāi)展利用有益微生物和防治有害微生物的活動(dòng)。但由于在思想方法上長(zhǎng)期停留在“實(shí)踐—實(shí)踐—實(shí)踐”的基礎(chǔ)上，因此只能長(zhǎng)期處于低水平的應(yīng)用階段。

在史前期，世界各國(guó)人民在自己的生產(chǎn)實(shí)踐中都累積了許多利用有益微生物和防治有害微生物的經(jīng)驗(yàn)，例如發(fā)面，天然果酒和啤酒的釀造，牛乳和乳制品的發(fā)酵以及利用霉菌來(lái)治療一些疾病等。但是，在當(dāng)時(shí)應(yīng)用水平最高并獨(dú)樹(shù)一幟的應(yīng)首推我國(guó)人民在制曲、釀酒方面的偉大創(chuàng)造。

我國(guó)人民在距今約8000年至4500年間，已發(fā)明了制曲釀酒工藝，在2500年前的春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期，已知制醬和醋。在宋代，已采用老的曲子——“曲母”來(lái)進(jìn)行接種，還根據(jù)紅曲菌有喜酸和喜溫的生長(zhǎng)習(xí)性，利用酸大米和明礬水在較高溫度下培養(yǎng)，以制造優(yōu)良的紅曲。在900年前，利用自養(yǎng)細(xì)菌生命活動(dòng)的膽水浸銅法（類(lèi)似于今日的細(xì)菌瀝濾，見(jiàn)第九章）已正式用于生產(chǎn)銅。在2000年前，已發(fā)現(xiàn)豆科植物的根瘤有增產(chǎn)作用，并采用積肥、漚糞、壓青和輪作等農(nóng)業(yè)措施，來(lái)利用和控制有益微生物的生命活動(dòng)，從而提高作物產(chǎn)量。在醫(yī)藥方面，我們的祖先早在2500年前就知道利用麥曲治療腹病。另外，在對(duì)傳染病及其流行規(guī)律的認(rèn)識(shí)，對(duì)消毒、滅菌措施的利用等方面都有過(guò)一定的貢獻(xiàn)。此外，在宋代還創(chuàng)造過(guò)“以毒攻毒”的免疫方法，發(fā)明用種人痘來(lái)預(yù)防天花，這要比英國(guó)人E．Kenner在1796年發(fā)明種牛痘預(yù)防天花早半個(gè)多世紀(jì)。

我國(guó)人民所創(chuàng)造的制曲釀酒工藝有四大特點(diǎn)，即歷史悠久、工藝獨(dú)特、經(jīng)驗(yàn)豐富、品種多樣，這是值得后人發(fā)揚(yáng)光大的。現(xiàn)分別介紹如下：

（1）歷史悠久 酵母菌是人類(lèi)最古老的家養(yǎng)生物之一。關(guān)于酒在我國(guó)起源的確切時(shí)間問(wèn)題，還有待考證和討論。一般認(rèn)為，酒是人類(lèi)進(jìn)入農(nóng)業(yè)社會(huì)后的自然產(chǎn)物，是在一段歷史時(shí)期中的群眾性創(chuàng)造，并非個(gè)別人物的發(fā)明?！痘茨献印罚ü?世紀(jì)）中有“清之美，始于耒”之說(shuō)；晉代的《酒誥》（3世紀(jì)）中有一段樸素而充滿(mǎn)唯物主義觀點(diǎn)的關(guān)于酒的起源的敘述：“酒之所興，肇自上皇，或云儀狄，一曰杜康。有飯不盡，委余空桑，郁積成味，久蓄氣芳。本出于此，不由奇方。”那么，我國(guó)何時(shí)進(jìn)入農(nóng)業(yè)社會(huì)的呢？1977年，河南新鄭縣發(fā)掘到的裴李崗遺址是距今近8000年（7885年±480年）的一處較早的新石器時(shí)代遺址。在當(dāng)時(shí)的墓葬中，已可找到谷物的收割和加工工具——石鐮、石磨盤(pán)、石磨棒等，說(shuō)明當(dāng)時(shí)已進(jìn)入農(nóng)業(yè)社會(huì)并可能已開(kāi)始釀酒了。至4000～5000年前新石器時(shí)代晚期的“龍山文化”時(shí)期，從發(fā)掘到的大量尊、盉、斝等陶制酒器來(lái)看，說(shuō)明當(dāng)時(shí)釀酒工藝已大有發(fā)展，谷物酒已成為較普遍的酒精飲料了。

（2）工藝獨(dú)特 至今存在的各種酒按其釀制原理大體可分成果酒類(lèi)、啤酒類(lèi)、曲酒類(lèi)和蒸餾酒類(lèi)四個(gè)類(lèi)型，其中我國(guó)人民所發(fā)明的曲酒類(lèi)是最為獨(dú)特的，其釀制工藝中，先利用霉菌淀粉酶（曲）對(duì)谷物淀粉進(jìn)行糖化，然后利用酵母菌進(jìn)行酒精發(fā)酵。這簡(jiǎn)直就是今日的序列發(fā)酵和混合發(fā)酵（見(jiàn)第九章第二節(jié)）的一種雛型，在微生物發(fā)酵工藝史上有著重要的地位。

（3）經(jīng)驗(yàn)豐富 在制曲與釀酒技術(shù)上早有豐富的經(jīng)驗(yàn)，這在《齊民要術(shù)》（公元6世紀(jì)）和《天工開(kāi)物》（1637年）等典籍中都有詳盡的記載。

（4）品種多樣 在曲、酒和菌種的種類(lèi)上十分多樣。在曲種上有散曲、小曲、餅曲、草藥曲、紅曲和干酵等多種；在酒的品種上，僅《齊民要術(shù)》中即記載著39種之多；至于菌種，當(dāng)時(shí)雖沒(méi)有純種微生物，但是，經(jīng)過(guò)精心選擇和獨(dú)特培養(yǎng)后，已選育出以根霉、米曲霉、酵母菌、紅曲霉或毛霉為主體的各種曲種。這些都是我們的祖先為后人留下的豐富的菌種庫(kù)。1892年，法國(guó)人A．Calmat曾從中國(guó)小曲中分離到一株糖化力很強(qiáng)的毛霉——Mucorrouxianus（魯氏毛霉），并利用它所產(chǎn)生的糖化酶對(duì)淀粉質(zhì)原料進(jìn)行糖化以生產(chǎn)酒精，這就是酒精發(fā)酵技術(shù)中著名的“阿米露法”（amyloprocess）。

2.初創(chuàng)期 從1676年列文虎克用自制的單式顯微鏡觀察到細(xì)菌的個(gè)體起，直至1861年近200年的時(shí)間。在這一時(shí)期中，人們對(duì)微生物的研究?jī)H停留在形態(tài)描述的低級(jí)水平上，而對(duì)它們的生理活動(dòng)及其與人類(lèi)實(shí)踐活動(dòng)的關(guān)系卻未加研究，因此，微生物學(xué)作為一門(mén)學(xué)科在當(dāng)時(shí)還未形成。

這一時(shí)期的代表人物是荷蘭的業(yè)余科學(xué)家——微生物學(xué)先驅(qū)者列文虎克（AnthonyvanLeeuwenhoek，1632～1723）。他的貢獻(xiàn)主要有三方面：①利用單式顯微鏡（透鏡直徑約3mm）觀察了許多微小物體和生物，并于1676年首次觀察到形態(tài)微小、作用巨大的細(xì)菌，從而解決了認(rèn)識(shí)微生物世界的第一個(gè)障礙；②一生制作了419架顯微鏡或放大鏡，放大率一般為50～200倍，最高者達(dá)266倍；③發(fā)表過(guò)約400篇論文，其中絕大部分（375篇）寄往英國(guó)皇家學(xué)會(huì)發(fā)表。

3.奠基期 從1861年巴斯德根據(jù)曲頸瓶試驗(yàn)徹底推翻生命的自然發(fā)生說(shuō)并建立胚種學(xué)說(shuō)（germtheory）起，直至1897年的一段時(shí)間。其特點(diǎn)為：①建立了一系列研究微生物所必要的獨(dú)特方法和技術(shù)，從而解決了認(rèn)識(shí)微生物的第二、三、四個(gè)障礙；②借助于良好的研究方法，開(kāi)創(chuàng)了尋找病原微生物的“黃金時(shí)期”；③把微生物學(xué)的研究從形態(tài)描述推進(jìn)到生理學(xué)研究的新水平；④開(kāi)始客觀上以辯證唯物主義的“實(shí)踐—理論—實(shí)踐”的思想方法指導(dǎo)科學(xué)實(shí)驗(yàn)；⑤微生物學(xué)以獨(dú)立的學(xué)科形式開(kāi)始形成，但當(dāng)時(shí)主要還是以其各應(yīng)用性分支學(xué)科的形式存在。

本時(shí)期的代表人物主要是法國(guó)的巴斯德（L.Pasteur，1822～1895）和德國(guó)的科赫（R.Koch，1843～1910），他們可分別稱(chēng)為微生物學(xué)的奠基人和細(xì)菌學(xué)的奠基人。

巴斯德學(xué)派的主要貢獻(xiàn)是提出了生命只能來(lái)自生命的胚種學(xué)說(shuō)，并認(rèn)為只有活的微生物才是傳染病、發(fā)酵和腐敗的真正原因，再加上消毒滅菌等一系列方法的建立，就為微生物學(xué)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。他在自己的工作中，自發(fā)地遵循著一條唯物主義的認(rèn)識(shí)論——從實(shí)踐出發(fā)，通過(guò)研究總結(jié)概括出一般規(guī)律，并進(jìn)一步以它來(lái)指導(dǎo)實(shí)踐，從而使他的研究工作取得了前所未有的巨大成就。他從“酒病”（1857年）的實(shí)際出發(fā)，研究了一系列的實(shí)際問(wèn)題，即“腐敗病”（指曲頸瓶實(shí)驗(yàn)中的肉湯變質(zhì)，1861）、蠶?。ㄐQ微粒子病，1865）、禽病（雞霍亂，1879）、獸?。ㄅ！⒀虻奶烤也?，1881）和人病（狂犬病，1885）。在其研究工作中，發(fā)現(xiàn)各種傳染病都有其共同原因——活的小生物，從而使人類(lèi)對(duì)傳染病本質(zhì)的認(rèn)識(shí)提高到一個(gè)嶄新的水平上。在這種理論指導(dǎo)下，他提出了一系列行之有效的解決問(wèn)題的方法。例如，發(fā)明了巴斯德消毒法來(lái)防治“酒病”，用消毒滅菌法來(lái)防止“腐敗病”，用檢出并淘汰病蛾的方法來(lái)防治蠶病，發(fā)明用接種減毒菌苗的辦法來(lái)預(yù)防雞霍亂和牛、羊的炭疽病，以及用狂犬兔化疫苗來(lái)防治人類(lèi)的狂犬病，等等。

科赫學(xué)派的重要業(yè)績(jī)主要有三個(gè)方面：①建立了研究微生物的一系列重要方法，尤其在分離微生物純種方面，他們把早年在馬鈴薯塊上的固體培養(yǎng)技術(shù)改進(jìn)為明膠平板培養(yǎng)技術(shù)（1881），并進(jìn)而提高到瓊脂平板培養(yǎng)技術(shù)（1882）。在1881年前后，科赫及其助手們還創(chuàng)立了許多顯微鏡技術(shù)，包括細(xì)菌鞭毛染色在內(nèi)的許多染色方法、懸滴培養(yǎng)法以及顯微攝影技術(shù)。②利用平板分離方法尋找并分離到多種傳染病的病原菌，例如炭疽病菌（1877）、結(jié)核桿菌（1882）、鏈球菌（1882）和霍亂弧菌（1883）等。③在理論上，科赫于1884年提出了科赫法則（Koch’spostulates），其主要內(nèi)容為：病原微生物總是在患傳染病的動(dòng)物中發(fā)現(xiàn)而不存在于健康個(gè)體中；這一微生物可以離開(kāi)動(dòng)物體，并被培養(yǎng)為純種培養(yǎng)物；這種純培養(yǎng)物接種到敏感動(dòng)物體后，應(yīng)當(dāng)出現(xiàn)特有的病癥；該微生物可以從患病的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中重新分離出來(lái)，并可在實(shí)驗(yàn)室中再次培養(yǎng)，此后它仍然應(yīng)該與原始病原微生物相同。

繼巴斯德與科赫的研究工作后，就出現(xiàn)了其成果的橫向擴(kuò)散，結(jié)果，一系列微生物學(xué)的分支學(xué)科就相繼創(chuàng)立了。例如細(xì)菌學(xué)（巴斯德，科赫等），消毒外科術(shù)（J．Lister），免疫學(xué)〔巴斯德，И.И.MeЧмиков（梅契尼科夫），vonBehring，P.Ehrlich等〕，土壤微生物學(xué)〔C.H.Виноград ский（維諾格拉德斯基），M．W．Beijerinck等〕，病毒學(xué)〔Д.И.Иваиовский（伊凡諾夫斯基），M．W．Beijerinck等〕，植物病理學(xué)和真菌學(xué)（DeBary，M．J．Berkeley等），釀造學(xué)（E．C．Hensen，A．Jorgensen等），以及化學(xué)治療法（P．Ehrlich等），等等。

4.發(fā)展期 1897年德國(guó)人E．Buchner用無(wú)細(xì)胞酵母菌壓榨汁中的“酒化酶”（zymase）對(duì)葡萄糖進(jìn)行酒精發(fā)酵成功，從而開(kāi)創(chuàng)了微生物生化研究的新時(shí)代。此后，微生物生理、代謝研究就蓬勃開(kāi)展了起來(lái)。

在發(fā)展期中，微生物學(xué)研究有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

（1）進(jìn)入了微生物生化水平的研究。如果說(shuō)上一時(shí)期的一些微生物學(xué)家主要是以尋找人和動(dòng)物的致病菌為目標(biāo)的“微生物獵人”的話，則這一時(shí)期就以研究微生物對(duì)維生素需要、酶的特性、尋找和研究抗生素以及逐步深入到以研究它們的遺傳變異和基因?yàn)橹鞯男码A段。因此，微生物學(xué)家就從“微生物獵人”而發(fā)展為“維生素獵人”、“酶獵人”、“抗生素獵人”和“基因獵人”了。

（2）應(yīng)用微生物的分支學(xué)科更為擴(kuò)大，出現(xiàn)了抗生素等新學(xué)科。

（3）開(kāi)始出現(xiàn)微生物學(xué)史上的第二個(gè)“淘金熱”——尋找各種有益微生物代謝產(chǎn)物的熱潮。

（4）在各微生物應(yīng)用學(xué)科較深入發(fā)展的基礎(chǔ)上，一門(mén)以研究微生物基本生物學(xué)規(guī)律的綜合學(xué)科——普通微生物學(xué)開(kāi)始形成，代表人物是美國(guó)加里福尼亞大學(xué)伯克利分校的M．Doudo-roff。

（5）各相關(guān)學(xué)科和技術(shù)方法相互滲透，相互促進(jìn)，加速了微生物學(xué)的發(fā)展。

5．成熟期 從1953年4月25日J(rèn)．D．Watson和H．F．C．Crick在英國(guó)的《自然》雜志上發(fā)表關(guān)于DNA結(jié)構(gòu)的雙螺旋模型起，整個(gè)生命科學(xué)就進(jìn)入了分子生物學(xué)研究的新階段，同樣也是微生物學(xué)發(fā)展史上成熟期到來(lái)的標(biāo)志。

本時(shí)期的特點(diǎn)為：①微生物學(xué)從一門(mén)在生命科學(xué)中較為孤立的以應(yīng)用為主的學(xué)科，迅速成長(zhǎng)為一門(mén)十分熱門(mén)的前沿基礎(chǔ)學(xué)科；②在基礎(chǔ)理論的研究方面，逐步進(jìn)入到分子水平的研究，微生物迅速成為分子生物學(xué)研究中的最主要的對(duì)象；③在應(yīng)用研究方面，向著更自覺(jué)、更有效和可人為控制的方向發(fā)展，至70年代初，有關(guān)發(fā)酵工程的研究已與遺傳工程、細(xì)胞工程和酶工程等緊密結(jié)合，微生物已成為新興的生物工程中的主角。

縱觀微生物學(xué)發(fā)展史，可以看到，我國(guó)人民在世界微生物學(xué)史上的地位在各個(gè)歷史階段是不平衡的。從70年代開(kāi)始，在國(guó)際上興起的生物工程，不但是世界范圍內(nèi)第四次工業(yè)革命的重要內(nèi)容，而且正因?yàn)槲⑸镌谏锕こ讨刑幱谥鹘堑匚?，故也是微生物學(xué)發(fā)展史上第三次“淘金熱”的目標(biāo)。錯(cuò)過(guò)前兩次“淘金”機(jī)會(huì)的中國(guó)人民，應(yīng)該也一定能在這次大好機(jī)會(huì)中取得一個(gè)個(gè)勝利。微生物學(xué)的發(fā)展促進(jìn)了人類(lèi)的進(jìn)步

日本學(xué)者尾形學(xué)在其《家畜微生物學(xué)》（1977）一書(shū)中，第一句話就是“在近代科學(xué)中，對(duì)人類(lèi)福利最大的一門(mén)科學(xué)，要算是微生物學(xué)了?！边@是很有道理的。因?yàn)樵谌祟?lèi)的幸福中，健康應(yīng)該居一切之首，而微生物學(xué)的發(fā)展，為人類(lèi)的健康長(zhǎng)壽作出了極其重大的貢獻(xiàn)。

（一）在醫(yī)療保健戰(zhàn)線上的六大“戰(zhàn)役”

1．外科消毒術(shù)的建立 巴斯德的“胚種學(xué)說(shuō)”的建立，為外科消毒術(shù)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。英國(guó)愛(ài)丁堡醫(yī)院的外科醫(yī)生J．Lister（1827～1912）根據(jù)巴斯德提出的細(xì)菌是腐敗的真正原因的分析，在1865年8月12日試驗(yàn)了用石炭酸消毒的新型外科手術(shù)。結(jié)果取得了奇跡般的成功。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1864年時(shí)在法國(guó)巴黎的醫(yī)院中，外科手術(shù)的死亡率高達(dá)53.6％，英國(guó)的一般醫(yī)院為80％，其中最好的愛(ài)丁堡醫(yī)院，外科手術(shù)的死亡率亦高達(dá)45％。因此，當(dāng)時(shí)的外科醫(yī)生常被稱(chēng)為“劊子手”。當(dāng)J．Lister發(fā)明外科消毒術(shù)后，1868年，愛(ài)丁堡醫(yī)院的外科手術(shù)死亡率已降低到15％左右。

2.尋找人畜病原菌 在19世紀(jì)70年代至本世紀(jì)初的30年間，由于研究微生物的許多獨(dú)特方法的相繼建立，大量危害人畜的烈性傳染病的病原菌終于被一一分離出來(lái)了，例如Bacillusanthracis（炭疽芽孢桿菌，1877），Mycobacteriumlaprae（麻風(fēng)分枝桿菌，1874），Streptococcuspneumoniae（肺炎鏈球菌，過(guò)去稱(chēng)肺炎雙球菌，1880，Salmonellatyphi（傷寒沙門(mén)氏菌，1880），My-cobacteriumtuberculosis（結(jié)核分枝桿菌，1882），Vibriocomma（逗號(hào)弧菌，1883），Clostridiumtetani（破傷風(fēng)梭菌，1884），Pasteurellapestis（鼠疫巴斯德氏菌，1894；目前已改稱(chēng)Yersiniapestis鼠疫耶爾森氏菌），以及Shigelladysenteriae（痢疾志賀氏菌，1898）等。

3.免疫防治法的應(yīng)用 種痘最早起源自我國(guó)宋朝真宗（998～1022）年代的人痘。1796年，英國(guó)醫(yī)生E．Jenner首次為一男孩接種牛痘苗并取得很大的成功，從此，種牛痘就成為預(yù)防天花最有效的措施了。19世紀(jì)末，L．Pasteur、P．Ehrlich和vonBehring等陸續(xù)發(fā)明了預(yù)防或治療各種細(xì)菌性傳染病的菌苗、疫苗、類(lèi)毒素及抗血清等。1923年法國(guó)的A．Calmette和C．Guerin通過(guò)了13年的不懈努力，終于發(fā)明了減毒牛型結(jié)核桿菌制成的卡介苗（BCG）。此后，生物制品的研究獲得了蓬勃的發(fā)展，目前，正在積極開(kāi)展各種高效化學(xué)組分疫苗、單克隆抗體、嵌合抗體和雙功能抗體等的研究。

4.化學(xué)治療劑的發(fā)明 為了抑制或殺死潛伏于人或動(dòng)物體內(nèi)部的病原菌，就必須尋找一類(lèi)對(duì)病原菌有強(qiáng)大毒力而對(duì)其宿主基本無(wú)毒的藥物，這就是化學(xué)治療劑。

1909年，德國(guó)醫(yī)生和化學(xué)家P．Ehrlich（1854～1915）經(jīng)過(guò)艱苦的努力，終于合成了能消滅人體血液中梅毒螺旋體的化學(xué)治療劑“606”（砷凡納明），這是人類(lèi)在合成化學(xué)治療劑戰(zhàn)斗中的第一次勝利，它打開(kāi)了化學(xué)治療領(lǐng)域的大門(mén)，鼓舞著無(wú)數(shù)科學(xué)家去尋找更多、更有效的化學(xué)治療劑。又經(jīng)過(guò)20多年的艱苦奮斗，至1935年，另一個(gè)德國(guó)醫(yī)生G．Domagk及其同事終于傳出了又一個(gè)振奮人心的喜訊，一個(gè)能治療鏈球菌感染的新的化學(xué)治療劑——一種紅色染料“百浪多息”發(fā)明了。同年稍后，法國(guó)Tr′efouel證明了它的抑菌機(jī)制是在體內(nèi)可釋放出有效的抑菌成分磺胺。此后適用于治療各種感染的磺胺類(lèi)化合物就生產(chǎn)出來(lái)，對(duì)許多病原菌有很高的療效。例如，在19世紀(jì)中葉，進(jìn)巴黎產(chǎn)科醫(yī)院分娩的婦女，因患產(chǎn)褥熱而致死的人數(shù)就達(dá)到1／19，1935年還未使用磺胺藥時(shí)，產(chǎn)褥熱的死亡率為105／10萬(wàn)人，而至1941年時(shí)，則減少至20／10萬(wàn)人了。此后，化學(xué)治療劑的研究獲得了很大的發(fā)展。

5.抗生素治療的興起 1929年英國(guó)細(xì)菌學(xué)家A．Fleming發(fā)現(xiàn)第一個(gè)有實(shí)用意義的抗生素——青霉素。從1943年起，青霉素已得到日益廣泛的應(yīng)用。在青霉素的巨大醫(yī)療效益的促進(jìn)下，各國(guó)微生物學(xué)家就掀起了一個(gè)廣泛尋找土壤中拮抗性微生物的熱潮。1944年，美國(guó)微生物學(xué)家S．Waksman從近1萬(wàn)株土壤放線菌中，找到了療效顯著的鏈霉素，接著氯霉素、金霉素、土霉素、紅霉素、新霉素、萬(wàn)古霉素、卡那霉素和慶大霉素等相繼發(fā)現(xiàn)。1978年時(shí)已找到過(guò)5128種抗生素，而據(jù)1984年的統(tǒng)計(jì)則達(dá)到了9000多種！至今，抗生素已成為各國(guó)藥物生產(chǎn)中最重要的產(chǎn)品。

6．用遺傳工程和生物工程技術(shù)使微生物生產(chǎn)生化藥物 主要特點(diǎn)是利用微生物作為各種不同生物有關(guān)目的基因的受體，由微生物來(lái)生產(chǎn)各種生化藥物，其中除抗微生物藥物外，還包括治療各類(lèi)其他疾病的藥物，例如疫苗（病毒衣殼蛋白、細(xì)胞組分疫苗等）、抗體、干擾素、胰島素、激素以及其他各種多肽類(lèi)藥物等。

通過(guò)上述的六大“戰(zhàn)役”，人類(lèi)在與病原微生物的斗爭(zhēng)中已取得了極其輝煌的戰(zhàn)果。首先，細(xì)菌性傳染病已從人類(lèi)死亡率的首位退居到四五位以后（不同國(guó)家、不同地區(qū)有所不同）；其次，人類(lèi)平均壽命大大提高；第三，曾經(jīng)猖獗一時(shí)的天花已在1979年10月26日由WHO（世界衛(wèi)生組織）宣布在地球上絕跡；最后，生活在文明社會(huì)的每一個(gè)人，幾乎毫無(wú)例外地都或多或少獲得過(guò)抗生素的治療。

（二）微生物在工業(yè)發(fā)展過(guò)程中的六個(gè)里程碑

1．自然發(fā)酵與食品、飲料的釀造 世界各國(guó)勞動(dòng)人民在其各自的生產(chǎn)實(shí)踐中，逐步學(xué)會(huì)了利用有益微生物在自然接種和混菌發(fā)酵的條件下來(lái)釀造自己喜愛(ài)的風(fēng)味食品和飲料，例如酒、醬、醋、泡菜、豆豉、酸牛奶、干酪和面包等。

2.罐頭保藏 1804年，法國(guó)廚師N．Appert經(jīng)過(guò)10年試驗(yàn)后，發(fā)明了食品的玻璃瓶罐藏技術(shù)，從而為食物的消毒滅菌和長(zhǎng)期保藏找到了一種較為有效的方法。

3.厭氧純種發(fā)酵技術(shù) 本世紀(jì)初，在工業(yè)發(fā)酵的早期，人們首先發(fā)展了不需通氣攪拌等復(fù)雜裝置的厭氧純種發(fā)酵技術(shù)，利用它來(lái)進(jìn)行乙醇、丙酮、丁醇、乳酸或甘油生產(chǎn)。

4.深層液體通氣攪拌培養(yǎng) 40年代初，由于青霉素發(fā)酵的推動(dòng)，促進(jìn)了大規(guī)模液體深層通氣攪拌培養(yǎng)技術(shù)的發(fā)展，從此，在工業(yè)發(fā)酵中占據(jù)主要地位的好氧發(fā)酵獲得了飛速的發(fā)展，于是，抗生素、有機(jī)酸和酶制劑等發(fā)酵工業(yè)終于在世界各地蓬勃地建立起來(lái)了。

5.代謝調(diào)控理論在發(fā)酵工業(yè)上的應(yīng)用 從50年代中期起，由于對(duì)微生物代謝途徑和調(diào)控研究的逐步深入，在發(fā)酵工業(yè)上找到了能突破微生物代謝調(diào)控以累積有用代謝產(chǎn)物的手段，并很快用于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)上，例如谷氨酸（1956）和核苷酸類(lèi)物質(zhì)——肌苷酸（1966）的發(fā)酵生產(chǎn)等。

6.生物工程的興起 從70年代初開(kāi)始，由于生物學(xué)基礎(chǔ)理論和實(shí)驗(yàn)技術(shù)的飛速發(fā)展，結(jié)合多種現(xiàn)代工程技術(shù)，終于發(fā)展出一門(mén)新興的綜合性的應(yīng)用學(xué)科——生物工程學(xué)（biotechnolo-gy，又譯生物技術(shù)）。所謂生物工程學(xué)，一般認(rèn)為是以生物學(xué)（特別是其中的微生物學(xué)、遺傳學(xué)、生物化學(xué)和細(xì)胞學(xué)）的理論和技術(shù)為基礎(chǔ)，結(jié)合化工、機(jī)械、電子計(jì)算機(jī)等現(xiàn)代工程技術(shù)，充分運(yùn)用分子生物學(xué)的最新成就，自覺(jué)地操縱遺傳物質(zhì)，定向地改造生物或其功能，短期內(nèi)創(chuàng)造出具有超遠(yuǎn)緣性狀的新物種，再通過(guò)合適的生物反應(yīng)器對(duì)這類(lèi)“工程菌”或“工程細(xì)胞株”進(jìn)行大規(guī)模的培養(yǎng)，以生產(chǎn)大量有用代謝產(chǎn)物或發(fā)揮它們獨(dú)特生理功能的一門(mén)新興技術(shù)。生物工程學(xué)一般可包括五大工程，即遺傳工程、細(xì)胞工程、微生物工程（發(fā)酵工程）、酶工程（生化工程）和生物反應(yīng)器工程。這五大領(lǐng)域中，前兩者的作用是將常規(guī)菌（或動(dòng)植物細(xì)胞株）作為特定遺傳物質(zhì)的受體，使它們獲得外來(lái)基因，成為能表達(dá)超遠(yuǎn)緣性狀的新物種——“工程菌”或“工程細(xì)胞株”，后三者的作用則是為這一有巨大潛在價(jià)值的新物種創(chuàng)造良好的生長(zhǎng)、繁殖條件，進(jìn)行大規(guī)模的培養(yǎng)，以充分發(fā)揮其內(nèi)在潛力，為人們提供巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。因此，遺傳工程是生物工程的主導(dǎo)，而微生物工程則是生物工程的基礎(chǔ)。微生物工程具有比化工生產(chǎn)優(yōu)越得多的優(yōu)點(diǎn)，例如一步生產(chǎn)，條件溫和，原料便宜，設(shè)備通用和污染較少等，可以預(yù)期在本世紀(jì)末和下一世紀(jì)，在人類(lèi)從利用有限的礦物資源的時(shí)代過(guò)渡到利用無(wú)限的可再生的生物資源的時(shí)代中，生物工程學(xué)將對(duì)人類(lèi)社會(huì)的發(fā)展作出越來(lái)越大的貢獻(xiàn)。

現(xiàn)把生物工程學(xué)所包括的主要領(lǐng)域及其作用簡(jiǎn)括如下：

（三）微生物學(xué)促進(jìn)了農(nóng)業(yè)的進(jìn)步

微生物在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有多方面的應(yīng)用，從而促進(jìn)了大農(nóng)業(yè)（農(nóng)、林、牧、副、漁）的發(fā)展，如以菌治蟲(chóng)，以菌治病，以菌治草（微生物治草劑）；以菌增肥，以菌促長(zhǎng)（如赤霉素等促進(jìn)植物生長(zhǎng)）；以菌當(dāng)飼料（包括餌料）；以菌當(dāng)藥物（藥用真菌）；以菌當(dāng)蔬菜（食用菌）；以及以菌產(chǎn)沼氣等。

（四）微生物與生態(tài)和環(huán)境保護(hù)的關(guān)系

從微生物是食物鏈中的主要環(huán)節(jié)、污水處理中的中心角色、生態(tài)農(nóng)業(yè)中的重要措施以及自然界物質(zhì)循環(huán)中的關(guān)鍵作用等多方面，都可看到微生物在生態(tài)和環(huán)境保護(hù)中所起的重要作用。

（五）微生物學(xué)對(duì)生物學(xué)基礎(chǔ)理論研究的貢獻(xiàn)

1.以微生物作為研究對(duì)象解決了生物學(xué)上的許多重大爭(zhēng)論問(wèn)題 例如生命自然發(fā)生說(shuō)的否定，突變本質(zhì)的證明，核酸是一切生物遺傳變異的物質(zhì)基礎(chǔ)等的闡明等等，都是以微生物作為材料才得以肯定的。從獲諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)的近一半工作都與微生物有關(guān)，更可充分證明這一點(diǎn)。

2．是分子生物學(xué)的三大來(lái)源和三大支柱之一 前美國(guó)科學(xué)院院長(zhǎng)P．Handler在其主編的《生物學(xué)與人類(lèi)未來(lái)》（1970）中曾指出：“約在25年前，隨著生物化學(xué)、微生物學(xué)和遺傳學(xué)的融合，分子生物學(xué)開(kāi)始出現(xiàn)。這三門(mén)學(xué)科的各種方法與具體知識(shí)的結(jié)合，創(chuàng)造了卓有成效的實(shí)驗(yàn)和概念工具?！边@句話所表達(dá)的含義是十分確切的，說(shuō)明微生物學(xué)是分子生物學(xué)的三大來(lái)源或三大支柱之一。

3.遺傳學(xué)研究對(duì)象的微生物化促使經(jīng)典遺傳學(xué)發(fā)展為分子遺傳學(xué) 由于遺傳學(xué)主要是研究親代與子代間遺傳變異規(guī)律的科學(xué)，因此，代期短、培養(yǎng)條件簡(jiǎn)便、遺傳性狀豐富、多數(shù)為單倍體和具備多種原始遺傳重組方式等優(yōu)點(diǎn)的微生物，自然就成為最適宜的遺傳學(xué)研究對(duì)象了（表0-1）。

4.微生物與基因工程 基因工程即遺傳工程 在其操作中有基因供體、基因載體、工具酶和基因受體等四個(gè)主要方面。其中除基因供體原則上可以是任何生物的任何基因外，至今基因載體都只能是微生物或其某一組分（如細(xì)菌的質(zhì)粒、病毒粒子或噬菌體），各種工具酶（核酸內(nèi)切酶、連接酶等）幾乎都來(lái)自多種不同的微生物，而作為基因的受體，在現(xiàn)階段也幾乎都選擇了微生物，例如Escherichiacoli（大腸桿菌）、Bacillussubtilis（枯草桿菌）和Saccharomycescerevisiae（釀酒酵母）等。由此可以看出微生物在當(dāng)代基因工程中的突出地位了。

5．高等生物研究和利用中的微生物化趨向方興未艾 由于微生物的個(gè)體一般都是一個(gè)能迅速自我增殖的、多功能的和小體積大面積的單細(xì)胞系統(tǒng)，故具有一系列為多細(xì)胞的高等動(dòng)植物個(gè)體所無(wú)法比擬的優(yōu)良屬性，特別是在第一章中將要提到的“吸收多、轉(zhuǎn)化快”，“生長(zhǎng)旺、繁殖快”和“適應(yīng)強(qiáng)、易變異”等的優(yōu)點(diǎn)更為動(dòng)、植物研究者提供了有益的啟示，即設(shè)法讓動(dòng)、植物體內(nèi)原來(lái)聯(lián)系緊密的細(xì)胞群在人為條件下各自分離，使之單細(xì)胞化，這種意外獲得小體積、大面積新特性的“單細(xì)胞高等生物”也理應(yīng)出現(xiàn)微生物所具有的種種優(yōu)良性狀。事實(shí)基本如此。例如，目前煙草單細(xì)胞已達(dá)到了在20噸發(fā)酵罐中進(jìn)行大規(guī)模培養(yǎng)的水平，小鼠腫瘤細(xì)胞、人參細(xì)胞或毛地黃細(xì)胞都已可像微生物那樣進(jìn)行深層液體培養(yǎng)；又如HeLa細(xì)胞、白血病細(xì)胞或淋巴細(xì)胞雜交瘤細(xì)胞等都可在人工培養(yǎng)基平板上，像微生物的菌落那樣進(jìn)行集落化生長(zhǎng)；再如，在高等生物育種新技術(shù)中，所采用的植物花粉培養(yǎng)（單倍體育種）或魚(yú)類(lèi)的細(xì)胞核移植和單細(xì)胞育種等都是成功地實(shí)現(xiàn)了“微生物化”的實(shí)例。

6.微生物學(xué)中的一套獨(dú)特實(shí)驗(yàn)技術(shù)迅速擴(kuò)散到生命科學(xué)的各研究領(lǐng)域 微生物學(xué)是整個(gè)生物學(xué)中第一門(mén)具有一套自己獨(dú)特操作技術(shù)的學(xué)科，因而需要特殊的實(shí)驗(yàn)室裝備和獨(dú)立的訓(xùn)練。例如顯微鏡術(shù)和制片染色技術(shù)，無(wú)菌操作技術(shù)，消毒滅菌技術(shù)，純種分離和克隆化技術(shù)，合成培養(yǎng)基技術(shù)，選擇性和鑒別性培養(yǎng)技術(shù)，突變型標(biāo)記和篩選技術(shù)，深層液體培養(yǎng)技術(shù)，菌種保藏技術(shù)，原生質(zhì)體制備和融合技術(shù)，以及各種DNA重組技術(shù)等。這些技術(shù)已迅速擴(kuò)散到生命科學(xué)各領(lǐng)域的研究中，并幾乎已成為研究一切生命科學(xué)的必要手段，從而為整個(gè)生命科學(xué)的發(fā)展，作出了方法學(xué)上的貢獻(xiàn)。

微生物學(xué)（microbiology）生物學(xué)的分支學(xué)科之一。它是研究各類(lèi)微小生物（細(xì)菌、放線菌、真菌、病毒、立克次氏體、支原體、衣原體、螺旋體原生動(dòng)物以及單細(xì)胞藻類(lèi)）的形態(tài)、生理、生物化學(xué)、分類(lèi)和生態(tài)的科學(xué)。

第三篇：巖土工程緒論

緒論

1.1 巖土工程勘察綜述

1.1.1巖土工程勘察的歷史

巖土工程勘察對(duì)于工程建設(shè)意義重大，巖土工程勘察是各類(lèi)工程建設(shè)必須進(jìn)行的一個(gè)重要施工環(huán)節(jié)。所謂巖土工程，一般是指利用工程地質(zhì)學(xué)、土力學(xué)、巖體力學(xué)等相關(guān)學(xué)科的理論與方法，為研究各類(lèi)土建工程中涉及巖土體的利用、整治或改造問(wèn)題而進(jìn)行的系統(tǒng)性工作。主要任務(wù)是在查明工程地質(zhì)條件基礎(chǔ)上，合理設(shè)計(jì)整治和施工方案，達(dá)到構(gòu)筑物安全與經(jīng)濟(jì)的最優(yōu)化。在巖土工程勘察實(shí)施過(guò)程中，目前還存在著勘察質(zhì)量不高、勘察綱要編制不全、環(huán)境論證缺乏等問(wèn)題。因此，要采取有效的巖土工程勘察的方法和措施。還要注意理論與經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合、工程勘察與設(shè)計(jì)相溝通、經(jīng)濟(jì)性和規(guī)范規(guī)程學(xué)習(xí)等問(wèn)題。

縱觀歷史，我國(guó)巖土工程勘測(cè)發(fā)展分為三個(gè)階段(1)工程地質(zhì)條件研究和工程地質(zhì)質(zhì)量評(píng)價(jià)階段這一階段工作內(nèi)容是選擇好的建場(chǎng)地、提供設(shè)計(jì)必需的巖土物理力學(xué)參數(shù)。工作方法是通過(guò)勘探、試驗(yàn)工作獲得第一性資料通過(guò)類(lèi)比法進(jìn)行工程地質(zhì)條件評(píng)價(jià)，避劣擇優(yōu).為工程服務(wù)信譽(yù)。（2）第二階段是以巖土體系定性分析為主要特征的工程地質(zhì)問(wèn)題的預(yù)測(cè)，預(yù)報(bào)60年代以后，工程建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，僅憑工程地質(zhì)條件的定性評(píng)價(jià)已不能滿(mǎn)足工程建設(shè)的要求，提出了巖土體穩(wěn)定性分析的要求，于是開(kāi)展了建筑物地基穩(wěn)定性，邊坡穩(wěn)定性，地下洞室穩(wěn)定性和區(qū)域穩(wěn)定性的研究，主要工作方法是確定穩(wěn)定性評(píng)價(jià)所需要參數(shù)，采用定的分析技術(shù)以預(yù)測(cè)巖土體的穩(wěn)定性。

（3）防止巖土工程問(wèn)題，合理利用和保護(hù)巖土工程環(huán)境為主的階段。80年代中期后，隨著改革開(kāi)放的深入和經(jīng)濟(jì)建設(shè)的高速發(fā)展，勘察，設(shè)計(jì)和施工分離的狀況愈來(lái)愈不適應(yīng)工程建設(shè)的需要，勘測(cè)需要建設(shè)場(chǎng)地工程地質(zhì)條件出發(fā)，提供巖土工程評(píng)價(jià)，巖土工程設(shè)計(jì)方案以及設(shè)計(jì)，施工中應(yīng)注意的問(wèn)題等方面的建議，進(jìn)而結(jié)合巖土工程治理等方面。

1.1.2 巖土工程勘察的現(xiàn)狀

巖土工程勘探有許多方法，如鉆探，靜力觸探，標(biāo)準(zhǔn)貫入，圓錐動(dòng)力初探，物探等等。

1.1.2.1 鉆探

鉆探是用鉆機(jī)設(shè)備從地表向地下鉆進(jìn)成孔，從而達(dá)到所要任務(wù)的工程施工工程。

鉆探所需的儀器設(shè)備 從廣義上說(shuō)，包括用于鉆井的成套地面設(shè)備、專(zhuān)用的鉆井工具和鉆井儀表。鉆井設(shè)備按功用分旋轉(zhuǎn)、提升、循環(huán)、動(dòng)力與傳動(dòng)、控制等系統(tǒng)。

旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)

主要設(shè)備是裝在鉆臺(tái)井口上的轉(zhuǎn)盤(pán)，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)方鉆桿帶動(dòng)鉆柱和鉆頭旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)。當(dāng)采用井下動(dòng)力鉆具帶動(dòng)鉆頭旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)盤(pán)用來(lái)承受反扭矩。

提升系統(tǒng)

由絞車(chē)、井架、天車(chē)、游動(dòng)滑車(chē)、大鉤、鋼絲繩等組成的一套起重設(shè)備。絞車(chē)主要用于起下鉆具、下套管和鉆進(jìn)時(shí)控制鉆壓。井架用于安放天車(chē)和懸掛游動(dòng)滑車(chē)、大鉤等提升設(shè)備與工具，以及起下、存放管柱。天車(chē)與游動(dòng)滑車(chē)是一套復(fù)滑輪裝置，用以減少絞車(chē)鋼絲繩上的張力,大、中型鉆機(jī)復(fù)滑輪的鋼絲繩數(shù)一般為8～12股。

泥漿循環(huán)系統(tǒng)

由泥漿泵、高壓泥漿管線、水龍帶、水龍頭、鉆柱以及泥漿固控設(shè)備等組成。功用是：維持泥漿循環(huán)，對(duì)井底進(jìn)行沖洗，將注入的高壓泥漿能量傳遞給井底。

泥漿泵從泥漿池吸入泥漿，通過(guò)地面泥漿管線、水龍帶、水龍頭，把泥漿注入鉆柱，經(jīng)鉆頭水眼沖向井底，攜帶井底巖屑從鉆柱與井壁的環(huán)隙返回井口。

泥漿泵

主要有雙缸，雙作用活塞式和三缸單作用活塞式兩種，后者的優(yōu)點(diǎn)是排量均勻、壓力高、壓力波動(dòng)小、體積小、重量輕、更換易損件方便、維護(hù)保養(yǎng)簡(jiǎn)單。

水龍頭用以連接可旋轉(zhuǎn)的鉆柱和不轉(zhuǎn)動(dòng)的水龍帶，并能維持泥漿循環(huán)。

固控設(shè)備

用以清除井中返出的泥漿中的無(wú)用固相顆粒。常用的設(shè)備有振動(dòng)篩、除砂器、除泥器、除氣器和離心分離機(jī)等。70年代末期，開(kāi)始使用自動(dòng)配制泥漿系統(tǒng),與井控裝置聯(lián)用，可對(duì)井筒隨時(shí)進(jìn)行可靠控制,自動(dòng)保持泥漿比重恒定。在出現(xiàn)井噴預(yù)兆時(shí)，能自動(dòng)調(diào)節(jié)泥漿比重及其他性能。

動(dòng)力與傳動(dòng)系統(tǒng)

包括動(dòng)力機(jī)及傳動(dòng)機(jī)組。動(dòng)力機(jī)主要用柴油機(jī)、電動(dòng)機(jī)或燃?xì)廨啓C(jī)。傳動(dòng)機(jī)組有鏈條、皮帶、齒輪等機(jī)械傳動(dòng)、液壓傳動(dòng)和電傳動(dòng)幾種，把動(dòng)力傳遞給絞車(chē)、轉(zhuǎn)盤(pán)、泥漿泵等工作機(jī)。

柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)的鉆機(jī)有機(jī)械傳動(dòng)和液壓傳動(dòng)兩種，后者具有隨工作機(jī)負(fù)荷變化而自動(dòng)無(wú)級(jí)變速和變矩的良好動(dòng)力性能，在鉆機(jī)上廣泛應(yīng)用。

電驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)在深井和海上鉆井中廣泛應(yīng)用。分兩類(lèi)：①柴油機(jī)或燃?xì)廨啓C(jī)直流發(fā)電機(jī)組發(fā)電，帶動(dòng)直流電動(dòng)機(jī),簡(jiǎn)稱(chēng)直-直流電驅(qū)動(dòng)；②交流電經(jīng)可控硅整流帶動(dòng)直流電動(dòng)機(jī),簡(jiǎn)稱(chēng)交-直流電驅(qū)動(dòng)。兩者都具有良好的動(dòng)力性能。后者優(yōu)點(diǎn)是：動(dòng)力分配靈活、裝機(jī)功率利用率高，由電網(wǎng)供電，不需另配輔助的交流發(fā)電系統(tǒng)，經(jīng)濟(jì)效益高等，已成為主要發(fā)展方向。

控制系統(tǒng)

使各機(jī)組按照鉆井工藝需要，協(xié)調(diào)地進(jìn)行工作。包括對(duì)動(dòng)力機(jī)、絞車(chē)、轉(zhuǎn)盤(pán)、泥漿泵等的啟動(dòng)、停車(chē)、調(diào)速、并車(chē)、換向等進(jìn)行控制，方式有機(jī)械、氣壓、液壓、電控制等，并向電子計(jì)算機(jī)控制方向發(fā)展。

井控設(shè)備

是用于油氣鉆井中保證安全鉆進(jìn)的重要設(shè)備,包括防噴器、阻流管匯、壓井管匯、泥漿-氣體分離器等。防噴器用以防止井內(nèi)泥漿和油、氣、水的噴出，防噴器有閘板防噴器、旋轉(zhuǎn)防噴器和萬(wàn)能防噴器等類(lèi)型，安裝在鉆臺(tái)下的井口處，分別用于封閉鉆柱與套管之間的環(huán)隙或全部井口。此外，還有鉆柱內(nèi)防噴器，用于封閉鉆柱內(nèi)部空間。近代鉆井設(shè)備都配備數(shù)套不同類(lèi)型的防噴器，組成井口防噴器組，用以控制不同的鉆井情況。

向地下鉆孔破碎孔底巖石的方法及鉆進(jìn)工藝的總稱(chēng)。為了滿(mǎn)足不同的鉆探目的，要求采用不同的技術(shù)裝備和工藝,從而形成各種不同的鉆探方法。在鉆探工程中,主要應(yīng)用機(jī)械方法破碎巖石，根據(jù)外力作用的性質(zhì)和方式，可分為沖擊鉆探、回轉(zhuǎn)鉆探、沖擊回轉(zhuǎn)鉆探、振動(dòng)鉆探和噴鉆探等。若按鉆探時(shí)所用切削工具不同可分為硬質(zhì)合金鉆探、金剛石鉆探和鋼粒鉆探；按鉆探時(shí)所用沖洗液和循環(huán)方式可分為清水鉆探、泥漿鉆探、空氣鉆探、正循環(huán)鉆探、反循環(huán)鉆探等；按鉆探區(qū)域不同可分為陸地鉆探、水域鉆探、極地鉆探、月面鉆探等；按鉆探目的和作用不同可分為固體礦產(chǎn)鉆探、水文地質(zhì)鉆探、工程地質(zhì)鉆探、砂礦床鉆探、地?zé)徙@探、石油天然氣鉆探、科學(xué)（超深孔）鉆探和地表取樣鉆探等。此外，一些效率高的鉆探方法如熱力法（如火焰噴射鉆、高頻電流鉆、微波鉆）、熔融法（如電熱鉆、等離子鉆、激光鉆等）、化學(xué)方法（利用化學(xué)反應(yīng)破碎巖石）等，由于技術(shù)難度大、成本高還未推廣應(yīng)用。

沖擊鉆探

用一字型或十字型鉆頭，與鋼絲繩或鉆桿相連上下運(yùn)動(dòng)沖擊巖石，撈出巖屑、巖粉，造成鉆孔。這是創(chuàng)始于中國(guó)的一種古老的鉆井方法，于11世紀(jì)傳入西方。目前在中國(guó)和國(guó)外都還在應(yīng)用。

回轉(zhuǎn)鉆探

用轉(zhuǎn)盤(pán)、回轉(zhuǎn)器或動(dòng)力頭驅(qū)動(dòng)鉆桿帶動(dòng)鉆頭回轉(zhuǎn)的鉆進(jìn)方法，鉆頭分全面和環(huán)狀取心兩種，在軸向鉆頭壓力作用下，回轉(zhuǎn)克取巖石，取出巖心或排出巖粉，造成鉆孔。這是當(dāng)前最普遍用的鉆探方法?；剞D(zhuǎn)速度視鉆機(jī)而異,如石油鉆機(jī)一般情況下最高160轉(zhuǎn)／分，金剛石鉆機(jī)最高達(dá)2400轉(zhuǎn)／分。

沖擊回轉(zhuǎn)鉆探

以鉆桿帶動(dòng)鉆頭緩慢（50轉(zhuǎn)／分左右）回轉(zhuǎn)，在軸向鉆頭壓力作用下，再利用通過(guò)鉆桿中心的液體或氣體產(chǎn)生的沖擊力，以沖擊和回轉(zhuǎn)兩種方式破碎巖石，充分發(fā)揮沖擊和回轉(zhuǎn)切削兩種作用造成鉆孔。

振動(dòng)鉆探

對(duì)松散、非膠結(jié)巖層，在管柱（下部為鉆頭）上施加振動(dòng)力和壓力（或自重），提上管柱，取出巖心，造成鉆孔。振動(dòng)力由兩個(gè)偏心相反方向旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生。近年加拿大研制了一種共振鉆探法，鉆速很高。

鉆探的應(yīng)用和成果：

（1）地質(zhì)鉆探：從鉆孔中不同深度處取得巖心、礦樣進(jìn)行分析研究鑒別查明礦體或劃分地層，判定地層地質(zhì)情況的作業(yè)。通常地質(zhì)找礦中鉆探的費(fèi)用至少都要占到40%以上。鉆孔直徑小(46～91毫米)，按礦種的不同，深度從幾十米到幾千米。

（2）水文水井鉆探：鉆探至含水層（位）時(shí)固井成孔，從而滿(mǎn)足人畜飲水問(wèn)題及農(nóng)田灌溉或?yàn)榈刭|(zhì)部門(mén)提供水文觀測(cè)。文地質(zhì)鉆探，普查孔直徑小于150毫米，勘探孔直徑150～350毫米，水井直徑 150～550 毫米，孔深300 米以上。

（3）地?zé)徙@探：鉆探成，對(duì)地?zé)豳Y源通過(guò)熱載體進(jìn)行開(kāi)采利用。目前的技術(shù)鉆井深度一般可以達(dá)到3000到5000米，地?zé)豳Y源利用比較好的有羊八井高溫地?zé)崽?，西安地?zé)崽铮狈郊性诒本┖吞旖騼傻亍?/p>

（4）工程勘察鉆探：從鉆孔中取得巖心、土樣進(jìn)行物理性質(zhì)分析從而判斷其地基基礎(chǔ)是否滿(mǎn)足工程建設(shè)的承載重力和穩(wěn)定性。工程地質(zhì)鉆探 為勘察壩基、水庫(kù)、渠道、港口工程、高層建筑以及鐵路、公路沿線的工程地質(zhì)情況。

（5）石油鉆探：鉆探成孔直接進(jìn)行資源開(kāi)發(fā)利用，國(guó)內(nèi)有名的三家：中石油，中石化，海石油。鉆孔一般開(kāi)孔915毫米，終孔216毫米，孔深1000～7000米 及以上，通常井口要安裝防噴器具。

（6）文物勘察鉆探（鉆探）：直觀準(zhǔn)確地取得一定地點(diǎn)的文化堆積資料，它比發(fā)掘省工，破壞性小，能在短時(shí)間內(nèi)了解較大面積的地下情況。適用于具體了解遺址堆積分布范圍、厚度、大型建筑基址、大型墓葬和古城的形狀和布局等。1.1.2.2 靜力觸探

靜力觸探是用靜力將探頭以一定的速率壓入土中，利用探頭內(nèi)的力傳 感器，通過(guò)電子量測(cè)器將探頭受到的貫入阻力記錄下來(lái)。通過(guò)貫入阻力的變化情況，達(dá)到了解圖層工程性質(zhì)的目的。

靜力觸探的勘察原理就是用準(zhǔn)靜力（相對(duì)動(dòng)力觸探而言，沒(méi)有或很少?zèng)_擊荷載）將一個(gè)內(nèi)部裝有傳感器的觸探頭以勻速壓入土中，由于地層中各種土的軟硬不同，探頭所受的阻力自然也不一樣，傳感器將這種大小不同的貫入阻力通過(guò)電信號(hào)輸入到記錄儀表中記錄下來(lái)，再通過(guò)貫入阻力與土的工程地質(zhì)特征之間的定性關(guān)系和統(tǒng)計(jì)相關(guān)關(guān)系，來(lái)實(shí)現(xiàn)取得土層剖面、提供淺基承載力、選擇樁端持力層和預(yù)估單樁承載力等工程地質(zhì)勘察目的

靜力觸探主要適用于粘性土、粉性土、砂性土。就黃河下游各類(lèi)水利工程、工業(yè)與民用建筑工程、公路橋梁工程而言，靜力觸探適用于地面以下50m內(nèi)的各種土層，特別是對(duì)于地層情況變化較大的復(fù)雜場(chǎng)地及不易取得原狀土的飽和砂土和高靈敏度的軟粘土地層的勘察，更適合采用靜力觸探進(jìn)行勘察

靜力觸探成果應(yīng)用很廣，主要可歸納為以下幾方面：劃分土層；求取各土層工程性質(zhì)指標(biāo)；確定樁基參數(shù)。

1．劃分土層及土類(lèi)判別

根據(jù)靜力觸探資料劃分土層應(yīng)按以下步驟進(jìn)行[1]：

（1）將靜力觸探探頭阻力與深度曲線分段。分段的依據(jù)是根據(jù)各種阻力大小和曲線形狀進(jìn)行綜合分段。如阻力較小、摩阻比較大、超孔隙水壓力大、曲線變化小的曲線段所代表的土層多為粘土層；而阻力大、摩阻比較小、超孔隙水壓力很小、曲線呈急劇變化的鋸齒狀則為砂土。

（2）按臨界深度等概念準(zhǔn)確判定各土層界面深度。靜力觸探自地表勻速貫入過(guò)程中，錐頭阻力逐漸增大(硬殼層影響除外)，到一定深度(臨界深度)后才達(dá)到一較為恒定值，臨界深度及曲線第一較為恒定值段為第一層；探頭繼續(xù)貫入到第二層附近時(shí)，探頭阻力會(huì)受到上下土層的共同影響而發(fā)生變化，變大或變小，一般規(guī)律是位于曲線變化段的中間深度即為層面深度，第二層也有較為恒定值段，以下類(lèi)推。

（3）經(jīng)過(guò)上述兩步驟后，再將每一層土的探頭阻力等參數(shù)分別進(jìn)行算術(shù)平均，其平均值可用來(lái)定土層名稱(chēng)，定土層(類(lèi))名稱(chēng)辦法可依據(jù)各種經(jīng)驗(yàn)圖形進(jìn)行。還可用多孔靜力觸探曲線求場(chǎng)地土層剖面。

2．求土層的工程性質(zhì)指標(biāo)

用靜力觸探法推求土的工程性質(zhì)指標(biāo)比室內(nèi)試驗(yàn)方法可靠、經(jīng)濟(jì)，周期短，因此很受歡迎，應(yīng)用很廣。可以判斷土的潮濕程度及重力密度、計(jì)算飽和土重力密度Rsat、計(jì)算土的抗剪強(qiáng)度參數(shù)、求取地基土基本承載力f0、用孔壓觸探求飽和土層固結(jié)系數(shù)及滲透系數(shù)等。

3．在樁基勘察中的應(yīng)用

用靜力觸探可以確定樁端持力層及單樁承載力，這是由于靜力觸探機(jī)理與沉樁相似。雙橋靜力觸探遠(yuǎn)比單橋靜力觸探精度高，在樁基勘察中應(yīng)優(yōu)先采用。

1.1.2.3 標(biāo)準(zhǔn)貫入

標(biāo)準(zhǔn)貫入是重錘按照規(guī)定的落距自由下落，講標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的貫入器打入地層，從而來(lái)判定圖層的性質(zhì)。這種測(cè)試方法適用于砂土，粉土和一般粘性土

標(biāo)準(zhǔn)貫入主要由標(biāo)準(zhǔn)貫入器、觸探桿和穿心錘三部分組成。標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)的原理 1與鉆探配合進(jìn)行

2以每分鐘15-30擊的貫入速率，先打15CM不計(jì)擊數(shù)，繼續(xù)貫入土中30CM，記錄錘擊數(shù)

3拔出后，取出貫入器中的土樣進(jìn)行鑒別描述 標(biāo)準(zhǔn)貫入的應(yīng)用

1按不同土質(zhì)應(yīng)用，如砂土的密度，粘性土狀態(tài)和無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度 2確定地基土承載力標(biāo)準(zhǔn)值 1.1.3 巖土工程勘察的發(fā)展趨勢(shì)

為使我國(guó)加入WTO后適應(yīng)國(guó)際高標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)項(xiàng)目系統(tǒng)服務(wù)的挑戰(zhàn),本行業(yè)在未來(lái)5年~10年中的發(fā)展目標(biāo)主要體現(xiàn)在四方面:（1）由單純的“工程地質(zhì)勘察”向“巖土工程”發(fā)展日趨完善。

（2）向一切以人類(lèi)生存的地球表面環(huán)境中的大地巖土和與其密不可分、相互影響的地表水、地下水和大氣等環(huán)境物質(zhì)為系統(tǒng)工作目標(biāo)的工程領(lǐng)域開(kāi)拓。

（3）專(zhuān)業(yè)分工形成了分枝趨勢(shì): a.工程咨詢(xún)和工程顧問(wèn),主要負(fù)責(zé)工程計(jì)劃、項(xiàng)目負(fù)責(zé)、工程試驗(yàn)分析計(jì)算和工程監(jiān)測(cè)工作;b.野外鉆探,可進(jìn)行探查孔、鉆井、灌漿鉆孔、錨桿鉆孔、海洋鉆探以及水平鉆孔、定向鉆孔等等;c.巖土工程施工,可進(jìn)行各類(lèi)樁基及地基改良工法的施工。

（4）城市巖土工程發(fā)展迅速,為研究和評(píng)價(jià)舊城市重建和新城市的開(kāi)發(fā)提供規(guī)劃和建設(shè)。

近年來(lái),經(jīng)典的巖土力學(xué)面臨著嚴(yán)重的挑戰(zhàn)。這種挑戰(zhàn)主要來(lái)自以下方面:（1）大規(guī)模城市建設(shè)面臨的地基、基礎(chǔ)與深開(kāi)挖支護(hù)問(wèn)題;城市改造工程問(wèn)題;（2）填海工程及海洋工程帶來(lái)的軟土工程問(wèn)題;各類(lèi)特殊土帶來(lái)的工程問(wèn)題;（3）大規(guī)模的交通工程建設(shè)即跨江、跨海、橋梁、隧道工程帶來(lái)的問(wèn)題;水利工程問(wèn)題;（4）能源工業(yè)問(wèn)題,包括污染、廢料尾礦壩及有害廢料處理問(wèn)題;（5）超重型結(jié)構(gòu)所帶來(lái)的地基處理和樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、施工與評(píng)價(jià)問(wèn)題;（6）原子能電站等重大工程的抗震分析與地基抗震問(wèn)題;（7）各類(lèi)地質(zhì)災(zāi)害的評(píng)價(jià)與防治問(wèn)題,等等。

作為勘察單位,面對(duì)上述的發(fā)展,我們應(yīng)該在如下諸方面作些工作:（1）使廣大技術(shù)人員,至少是技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)和技術(shù)骨干在掌握傳統(tǒng)方法的基礎(chǔ)上。了解這個(gè)發(fā)展動(dòng)向和基本思想;（2）密切注意任何可以利用的新成果和具有規(guī)律性的結(jié)論,以便進(jìn)行工程類(lèi)比和使用;（3）探索本單位向這個(gè)方向發(fā)展的時(shí)機(jī)和可能性。原有的壓剪模型和地基、基礎(chǔ)與上層結(jié)構(gòu)的協(xié)同作用程序體現(xiàn)了新的發(fā)展方向。這方面的工作應(yīng)該繼續(xù)提高。

1.2 鹽城火車(chē)站地下商場(chǎng)巖土工程勘察設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容

1.2.1 資料的學(xué)習(xí)和收集

1.2.1.1 資料的學(xué)習(xí)

（1）通過(guò)上網(wǎng)下載《巖土工程勘察規(guī)范》。（2）通過(guò)學(xué)習(xí)《巖土工程勘察規(guī)范》，從中了解

1.2.1.2 資料的收集

（1）進(jìn)一步了解委托方和相關(guān)單位的具體要求；

（2）.收集工程的巖土工程勘察及氣象資料、地下結(jié)構(gòu)和基坑工程的設(shè)計(jì)資料，了解施工組織設(shè)計(jì)（或項(xiàng)目管理規(guī)劃）和相關(guān)施工情況；

（3）.收集周?chē)ㄖ?、道路及地下設(shè)施、地下管線的原始和使用現(xiàn)狀等資料。必要時(shí)應(yīng)采用拍照或錄像等方法保存有關(guān)資料；

（4）通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)踏勘，了解相關(guān)資料與現(xiàn)場(chǎng)狀況的對(duì)應(yīng)關(guān)系，確定擬監(jiān)測(cè)項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施的可行性。1,.2.2 現(xiàn)場(chǎng)勘查和室內(nèi)試驗(yàn)

1.2.2.1現(xiàn)場(chǎng)勘查

根據(jù)建筑物的性質(zhì)和規(guī)模，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)具體情況，布置鉆孔、靜力觸探孔及小鉆孔的數(shù)量及位置，檢查建筑場(chǎng)地范圍內(nèi)有無(wú)暗溝暗塘等異常情況，記錄好靜探資料，并按相關(guān)要求取回土樣。

1.2.2.2 室內(nèi)試驗(yàn)

圓錐動(dòng)力觸探，利用一定質(zhì)量的落錘，以一定的高度的自由落距將標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的圓錐形探頭打入土層中，根據(jù)探頭灌入的難易程度判斷土層的性質(zhì)。通過(guò)圓錐動(dòng)力觸探可以得出以下結(jié)論和數(shù)據(jù)：（1）通過(guò)觸探曲線進(jìn)行力學(xué)分層。利用每個(gè)觸探點(diǎn)的觸探指標(biāo)隨深度的關(guān)系曲線，結(jié)合場(chǎng)地內(nèi)的鉆探資料和地區(qū)經(jīng)驗(yàn)，劃分出不同的底層。（2）評(píng)價(jià)地基土的密實(shí)度（3）評(píng)價(jià)地基承載力

（4）確定地基土的變形模量（5）確定單樁承載力

標(biāo)準(zhǔn)貫入是重錘按照規(guī)定的落距自由下落，講標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的貫入器打入地層，從而來(lái)判定圖層的性質(zhì)。這種測(cè)試方法適用于砂土，粉土和一般粘性土。通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)貫入可以得出以下的結(jié)論和數(shù)據(jù)：

（1）確定砂土的密實(shí)度

（2）確定粘性土的狀態(tài)和無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度（3）確定地基承載力（4）確定土的抗剪強(qiáng)度（5）確定土的變性參數(shù)

靜力觸探是用靜力將探頭以一定的速率壓入土中，利用探頭內(nèi)的力傳 感器，通過(guò)電子量測(cè)器將探頭受到的貫入阻力記錄下來(lái)。通過(guò)貫入阻力的變化情況，達(dá)到了解圖層工程性質(zhì)的目的。1.2.3 成果的整理

（1）各種觸探參數(shù)的計(jì)算（2）劃分土層及繪制剖面圖

（3）土層的觸探參數(shù)計(jì)算與取值（4）歸一化超孔壓曲線繪制

第四篇：微生物工程 名詞解釋

微生物工程

名詞解釋?zhuān)?/p>

半合成抗生素：某些天然抗生素在去側(cè)鏈后，可用化學(xué)合成法接上新的側(cè)鏈而改變?cè)锌咕V或其它特性，這樣的抗生素就被稱(chēng)為半合成抗生素。

深層培養(yǎng)技術(shù)：在深層的液體培養(yǎng)中進(jìn)行的一種發(fā)酵培養(yǎng)方法。

雜交育種：是指將兩個(gè)基因型不同的菌株經(jīng)吻合或接合，使遺傳物質(zhì)重新組合，從中分離和篩選具有新性狀的菌株。

質(zhì)粒的分裂不穩(wěn)定：是指基因工程菌分裂時(shí)，出現(xiàn)一定比例不含質(zhì)粒的子代菌。

質(zhì)粒的結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定：是指外源基因從質(zhì)粒上丟失、堿基重排或缺失，引起基因工程菌性能的改變。

菌種衰退：菌種經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期人工培養(yǎng)或保藏，由于自發(fā)突變的作用而引起某些優(yōu)良特性變?nèi)趸蛳У默F(xiàn)象。

代謝調(diào)節(jié)：是指微生物的代謝速度和方向按照微生物的需要而改變的一種作用，即自我調(diào)節(jié)。微生物代謝的控制：是指運(yùn)用人為的方法對(duì)微生物的代謝調(diào)節(jié)進(jìn)行遺傳改造和條件的控制，以期按照人們的愿望，生產(chǎn)有用的微生物制品。

反饋抑制：是指代謝的末端產(chǎn)物對(duì)酶（往往是代謝途徑中的第一個(gè)酶）活性的抑制。

誘導(dǎo)劑：能夠誘導(dǎo)某種酶合成的化合物稱(chēng)為該酶的誘導(dǎo)劑,誘導(dǎo)劑可以是被誘導(dǎo)的酶的底物或底物的結(jié)構(gòu)類(lèi)似物。

組成酶：是機(jī)體內(nèi)一類(lèi)不依賴(lài)于酶的底物或底物結(jié)構(gòu)類(lèi)似物的存在而合成的酶。誘導(dǎo)酶（又稱(chēng)適應(yīng)酶）：是一類(lèi)依賴(lài)于底物或底物結(jié)構(gòu)類(lèi)似物的存在而合成的酶。

初級(jí)代謝：是為生物提供能量、合成中間體及其關(guān)鍵大分子的各種相互關(guān)聯(lián)的代謝網(wǎng)絡(luò)，對(duì)菌的生長(zhǎng)是必需的。產(chǎn)物有單糖、核苷酸、脂肪酸、蛋白質(zhì)、核酸、多糖、脂類(lèi)等等。次級(jí)代謝：次級(jí)代謝主要涉及合成過(guò)程，其終產(chǎn)物、次級(jí)代謝物對(duì)菌的生長(zhǎng)不是必需的，對(duì)其生命活動(dòng)可能具有某種意義，通常是在生長(zhǎng)后期開(kāi)始形成的。次級(jí)代謝產(chǎn)物主要有抗生素、維生素、生物堿、色素、毒素等等。

前體：是指加入到發(fā)酵培養(yǎng)基中的某些化合物，能被微生物直接結(jié)合到產(chǎn)物分子中去，而自身的結(jié)構(gòu)無(wú)多大變化，卻能提高產(chǎn)物的產(chǎn)量。

產(chǎn)物促進(jìn)劑：是指那些非細(xì)胞生長(zhǎng)所必須的營(yíng)養(yǎng)物，又非前體，但加入后卻能提高產(chǎn)量的添加劑。

代謝工程：是指利用基因工程技術(shù)，定向地對(duì)細(xì)胞代謝途徑進(jìn)行修飾、改造，以改變微生物的代謝特性，并與微生物基因調(diào)控、代謝調(diào)控及生化工程相結(jié)合，構(gòu)建新的代謝途徑，生產(chǎn)新的代謝產(chǎn)物的工程技術(shù)領(lǐng)域。

臨界氧濃度（C臨）：指不影響菌體呼吸所允許的最低氧濃度，或微生物對(duì)發(fā)酵液中溶解氧濃度的最低要求。只有使溶氧濃度高于其臨界值，才能維持菌體的最大比攝氧率，得到最大的菌體合成量。如果溶氧濃度低于臨界值，則菌體代謝受到干擾。

富集培養(yǎng)：又稱(chēng)增殖培養(yǎng)，就是利用不同微生物生長(zhǎng)對(duì)環(huán)境和培養(yǎng)基的特殊要求，設(shè)計(jì)選擇性培養(yǎng)基，創(chuàng)造有利的生長(zhǎng)條件，使目的微生物在最適環(huán)境中大量繁殖，由原來(lái)自然條件下的劣勢(shì)種變?yōu)槿斯きh(huán)境下的優(yōu)勢(shì)種，以利于分離。

第五篇：微生物緒論、細(xì)菌名解

緒論

微生物（microorganism）——是存在于自然界中的一群個(gè)體微小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、肉眼看不見(jiàn)，必須經(jīng)顯微鏡放大幾百倍至幾萬(wàn)倍才能看到的微小生物。

微生物的分類(lèi)(根據(jù)微生物的大小、結(jié)果、組成等可分為三大類(lèi))1.非細(xì)胞型微生物：是最小的微生物。無(wú)典型的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，必須在活細(xì)胞內(nèi)才能增殖。如病毒。

2.原核細(xì)胞型微生物：僅有原始核質(zhì)，細(xì)胞器不完善。包括細(xì)菌、放線菌、衣原體、支原體、立克次體和螺旋體等。

3.真核細(xì)胞型微生物：細(xì)胞核分化程度高，有核膜與核仁，胞質(zhì)內(nèi)細(xì)胞器完整。如真菌。

細(xì)菌學(xué)

細(xì)菌（bacterium）是一類(lèi)具有細(xì)胞壁與核質(zhì)，以二分裂方式繁殖的單細(xì)胞的原核細(xì)胞型微生物。包括細(xì)菌、衣原體、支原體、立克次體、螺旋體和放線菌(兩菌四體)。

細(xì)菌的大?。何⒚?mm);細(xì)菌的形態(tài)：球菌（雙球菌、鏈球菌、葡萄球菌、四聯(lián)球菌、八疊球菌）、桿菌(鏈桿菌、梭桿菌、棒狀桿菌、球桿菌、分歧桿菌、雙歧桿菌)、螺形菌(弧菌、螺菌、螺桿菌)第二章

細(xì)菌的結(jié)構(gòu)

基本結(jié)構(gòu)：細(xì)胞壁、細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)和核質(zhì) 特殊結(jié)構(gòu)：莢膜、鞭毛、菌毛、芽胞

（一）細(xì)胞壁(cell wall)------位于細(xì)菌細(xì)胞的最外層，包繞在細(xì)胞膜的周?chē)?，組成較復(fù)雜，并隨不同細(xì)菌而異。

1、細(xì)胞壁的功能:維持菌體形態(tài)，抵抗?jié)B透壓的影響。參與菌體內(nèi)外的物質(zhì)交換。

具有多種抗原表位，誘發(fā)機(jī)體免疫應(yīng)答。粘附宿主細(xì)胞，與細(xì)菌致病性有關(guān)。

2、主要成分：肽聚糖（peptidoglycan）：多聚糖，細(xì)菌細(xì)胞壁中的主要成分，為原核細(xì)胞所特有。

（1）G+菌細(xì)胞壁組分：肽聚糖（聚糖骨架、四肽側(cè)鏈、五肽交聯(lián)橋）+磷壁酸（磷壁酸-----由核糖醇或甘油殘基經(jīng)磷酸二酯鍵互相連接而成的多聚物；多個(gè)磷壁酸分子組成長(zhǎng)鏈穿插于肽聚糖層中。壁磷壁酸-----通過(guò)磷脂與肽聚糖上的胞壁酸共價(jià)結(jié)合。膜磷壁酸-----與細(xì)胞膜外層上的糖脂共價(jià)結(jié)合。）

（2）G-菌細(xì)胞壁組分：肽聚糖（聚糖骨架、四肽側(cè)鏈）+外膜（①脂蛋白；②脂質(zhì)雙層---磷脂雙層、外膜蛋白；③脂多糖···內(nèi)到外：脂質(zhì)A、核心多糖、特異多糖）

脂質(zhì)A（Lipid A）：糖磷脂。是細(xì)菌內(nèi)毒素的毒性組分，無(wú)種屬特異性。核心多糖：位于脂質(zhì)A的外層，有屬特異性。

特異多糖：由數(shù)個(gè)至數(shù)十個(gè)低聚糖重復(fù)單位組成的多糖鏈。具有種特異性。革蘭陰性菌的菌體抗原（O 抗原）

（二）細(xì)胞膜（cell membrane）功能：參與細(xì)菌物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)、生物合成、分泌、呼吸等生物學(xué)作用。（細(xì)菌缺乏細(xì)胞器，所有的代謝活動(dòng)均在細(xì)胞膜上進(jìn)行）

（三）細(xì)胞質(zhì)（cytoplasm）細(xì)胞質(zhì)內(nèi)含核糖體、質(zhì)粒、胞質(zhì)顆粒等許多重要結(jié)構(gòu)。

是細(xì)菌新陳代謝的重要場(chǎng)所。嗜堿性強(qiáng)。

1）核糖體（ribosome）：細(xì)菌合成蛋白質(zhì)的場(chǎng)所，游離存在于細(xì)胞質(zhì)中，每個(gè)細(xì)菌體內(nèi)可達(dá)數(shù)萬(wàn)個(gè)。

2）質(zhì)粒（plasmid）：染色體外的遺傳物質(zhì)，存在于細(xì)菌細(xì)胞質(zhì)中，為閉合環(huán)狀的雙鏈DNA?？刂萍?xì)菌某些特定的遺傳性狀---菌毛；細(xì)菌素；毒素；耐藥性。能獨(dú)立自行復(fù)制?？赏ㄟ^(guò)接合或轉(zhuǎn)導(dǎo)等方式在細(xì)菌間傳遞。

3）胞質(zhì)顆粒：細(xì)菌細(xì)胞質(zhì)中含有多種顆粒，大多為儲(chǔ)藏的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，包括糖原、淀粉等多糖、脂類(lèi)、磷酸鹽等。當(dāng)細(xì)菌生活環(huán)境中營(yíng)養(yǎng)充足時(shí)，胞質(zhì)顆粒較多，養(yǎng)料和能源短缺時(shí)，顆粒減少甚至消失。

異染顆粒

（四）核質(zhì)（nuclear material）由單一密閉環(huán)狀DNA分子反復(fù)回旋卷曲盤(pán)繞組成的松散網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。集中于細(xì)胞質(zhì)的某一區(qū)域。無(wú)核膜、核仁和有絲分裂器。是細(xì)菌的遺傳物質(zhì)

莢膜------細(xì)菌代謝過(guò)程中分泌在細(xì)胞壁外的一層粘液性物質(zhì)，能牢固地與細(xì)胞壁結(jié)合，厚度≥ 0.2 mm，邊緣明顯。莢膜的形成：在人和動(dòng)物的體內(nèi)或營(yíng)養(yǎng)豐富的培養(yǎng)基中易形成。在普通培養(yǎng)基上或連續(xù)傳代則易消失。莢膜特點(diǎn):①主要成分是多糖、多肽或蛋白質(zhì)，尤以多糖居多。經(jīng)特殊的莢膜染色，特別是負(fù)染色（又稱(chēng)背景染色）后可在光鏡清楚地觀察到它的存在。②具有抗原性。莢膜的功能：抗吞噬作用；粘附作用；抗有害物質(zhì)的損傷作用。

鞭毛------某些細(xì)菌表面附著的細(xì)長(zhǎng)呈波狀彎曲的絲狀物，是細(xì)菌的運(yùn)動(dòng)器官。由蛋白質(zhì)組成。根據(jù)鞭毛的數(shù)量、位置可將鞭毛菌分成四類(lèi): 單毛菌；雙毛菌；叢毛菌；周毛菌。

鞭毛的功能 ：①運(yùn)動(dòng)器官：有鞭毛的細(xì)菌在液體環(huán)境中能自由的運(yùn)動(dòng)。②具抗原性：H 抗原，有特異性，對(duì)細(xì)菌的鑒別、分型有一定的意義。③致病性：有些細(xì)菌的鞭毛與致病性有關(guān)。如：霍亂弧菌

菌毛------許多G-菌和少數(shù)G+菌菌體表面存在著一種比鞭毛更細(xì)、更短而直硬的絲狀物。由蛋白質(zhì)組成。與細(xì)菌的運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)。在電鏡下方可見(jiàn)到

菌毛的種類(lèi)及功能：普通菌毛（ordinary pilus）

數(shù)量多，遍布菌體，與細(xì)菌的致病性有關(guān)。性菌毛（sex pilus）僅見(jiàn)于G－菌。數(shù)量少(1~4根)，比普通菌毛粗而長(zhǎng)，中空，傳遞遺傳物質(zhì)

芽胞-----某些細(xì)菌在一定環(huán)境條件下，細(xì)胞質(zhì)脫水濃縮，在菌體內(nèi)部形成一個(gè)圓形或卵圓形小體，是細(xì)菌的休眠形式。產(chǎn)生芽胞的細(xì)菌都是G+菌。不同細(xì)菌的芽胞形態(tài)、大小、位置有所差異，是鑒別細(xì)菌的指標(biāo)之一。

芽胞的特點(diǎn)：芽胞是一堅(jiān)實(shí)小體，其被膜厚而致密，幾乎無(wú)通透性，故對(duì)熱、干燥、輻射、化學(xué)消毒劑等理化因素均有強(qiáng)大的抵抗力。細(xì)菌繁殖體：80℃水中迅速死亡。

細(xì)菌芽胞：100℃沸水中，可存活數(shù)小時(shí)。廣泛存在與土壤。被炭疽桿菌芽胞污染的草原，傳染性可保持20-30年。

細(xì)菌形態(tài)學(xué)檢查是微生物學(xué)的基本技術(shù)，一般包括制片、染色和鏡檢三個(gè)主要操作步驟。

革蘭染色結(jié)晶紫初染（1min）到

碘液媒染（1min）到

95%酒精脫色（30sec）到 稀釋復(fù)紅復(fù)染（30sec）到吸干鏡檢

結(jié)果：紫色---G+ 紅色---G-

細(xì)菌特殊結(jié)構(gòu)的生物學(xué)意義。

答：

1、莢膜是某些細(xì)菌分泌到細(xì)胞壁外的一層粘液性物質(zhì)。它具有：抗吞噬作用；粘附作用；抗有害物質(zhì)的損傷作用。生物學(xué)意義:是細(xì)菌毒力因素之一

2、鞭毛：某些細(xì)菌表面附著的細(xì)長(zhǎng)呈波狀彎曲的絲狀物，是細(xì)菌的運(yùn)動(dòng)器官。生物學(xué)意義：①運(yùn)動(dòng)器官②具抗原性③致病性

3、菌毛------許多G-菌和少數(shù)G+菌菌體表面存在著一種比鞭毛更細(xì)、更短而直硬的絲狀物。生物學(xué)意義：普通菌毛 數(shù)量多，遍布菌體，與細(xì)菌的致病性有關(guān)。性菌毛 僅見(jiàn)于G－菌。數(shù)量少(1~4根)，比普通菌毛粗而長(zhǎng)，中空，傳遞遺傳物質(zhì)

4、芽胞-----某些細(xì)菌在一定環(huán)境條件下，細(xì)胞質(zhì)脫水濃縮，在菌體內(nèi)部形成一個(gè)圓形或卵圓形小體，是細(xì)菌的休眠形式。產(chǎn)生芽胞的細(xì)菌都是G+菌。不同細(xì)菌的芽胞形態(tài)、大小、位置有所差異，是鑒別細(xì)菌的指標(biāo)之一。