特点 2）在扩散过程中2）不消耗代谢能度运输的运输方营养物质的结构量，故不能进行式 不发生变化 逆 浓度运输 3 ）需要载体蛋白3）物质运输的速3）运输的速率由参与 率较慢 胞内外该物质的 4）对被运输的物4）不需要载体参浓度差决定 质有高度的立体 与 4 ）需要细胞膜上专一性 5）可运送的养料载体蛋白（透过5）被运输的物质有限 酶）参与物质运在转移的过程中输 不发生任何化学 5）被运输的物质变化 与载体蛋白有高度的特异性 6）养料浓度过高时, 与载体蛋白出现饱和效应 单纯扩散 无 慢 由浓至稀 相等 无特异性 不需要 不变 促进扩散 有 快 由浓至稀 相等 特异性 不需要 不变 主动运输 有 快 由稀至浓 胞内浓度高 特异性 需要 不变 度运输的运输方式 3）需要载体蛋白参与 4）对被运输的物质有高度的立体专一性 5）营养物质在运输的过程中发生了化学变化（糖在运输的过程中发生了磷酸化）。 依靠磷酸转移酶 （2）四种运输营养物质方式的比较：

比较项目 特异载体蛋白 运输速度（分子特性决定） 物质运输方向 胞内外浓度 运输分子 能量消耗 运输后物质结构 基团转位 有 快 由稀至浓 胞内浓度高 特异性 需要 改变 5、培养基：（1）配置原则：①目的明确：培养基组分应适合微生物的营养特点 ②营养协调：营养物的浓度与比例应恰当 ③条件适宜：物理化学条件适宜④经济节约：根据培养目的选择原料及其来源

用途：促使微生物生长，积累代谢产物，分离微生物菌种，鉴定微生物种类，微生物C个数，菌种保藏，制备微生物制品。

（2）类型：①按微生物的种类：细菌培养基、放线菌培养基、霉菌培养基、酵母培养基②按培养基的成分：合成培养基、天然培养基、半合成培养基③按培养的用途 ：基本培养基、加富培养基、选择培养基、鉴别不同微生物的培养基、保藏菌种培养基④按培养基的物理状态：固体培养基（琼脂固体培养基、明胶培养基、硅胶固体培养基、天然固体基质）、半固体培养基、液体培养基

细菌：牛肉膏蛋白胨（7-8）；放线菌：高氏一号（7.5-8.5）；真菌：查氏合成；酵母菌：麦芽汁（3.8-6.0）；霉菌：4.0-5.8 6、微生物代谢：（1）有机物——化能异养菌——ATP（2）日光——光能异养菌——ATP（3）还原态无机物——化能自养菌——ATP

7、主要产能方式：ATP产生：基质（底物）水平磷酸化、氧化磷酸化、光合磷酸化 8、化能异养菌：发酵：（1）EMP途径（糖酵解途径）：在无氧条件下，1mol葡萄糖逐步分解而产生2mol丙酮酸、2molNADH+H+和2molATP的过程（2）发酵类型：

发酵类型 产物 微生物 乙醇发酵 乳酸同型发酵 乳酸异型发酵 混合酸发酵 乙醇、CO2 乳酸 乳酸、乙醇、乙酸、CO2 乳酸、乙酸、乙醇、甲酸、CO2、H2 酵母菌 乳酸细菌 明串珠菌属 大肠埃希氏菌 9、有氧呼吸：（1）三羧酸循环（TCA）、（2）乙醛酸循环（3）呼吸链（电子传递体系）：①组成：由NAD+或NADP+、FAD或FMN、辅酶Q、细胞色素b、细胞色素c1、c及细胞色素a和a3等组成。②功能：1）接受电子供体提供的电子，在电子传递体系中，电子从一个组分传到另一个组分，最后借细胞色素氧化酶的催化反应，将电子传递给最终电子受体O2；2）合成ATP，把电子传递过程中释放出的能量贮存起来 10、内源性呼吸和外源性呼吸：（1）外源性呼吸：在正常情况下，微生物利用外界供给的能源进行呼吸（2）内源性呼吸：外界没有供给能源，而是利用自身内部贮存的能源物质进行呼吸

11、无氧呼吸：（1）反硝化（硝酸盐还原作用）：以NO3-作为电子最终受体（2）反硫化（硫酸盐还原作用）：以SO42-为最终电子受体（3）甲烷发酵（碳酸盐呼吸）：以CO2为最终电子受体

12、化能自养菌（通过有氧呼吸产生ATP）：类群：亚硝酸细菌、硝酸细菌、硫化细菌、氢细菌、铁细菌，受体O2 13、光能营养菌：（1）非环式光合磷酸化—藻类的光合作用：两个光反应系统，除产生ATP，还有还原力，放出氧气。植物、蓝细菌属此类，还原力来自水的光解。（2）环式光合磷酸化—细菌的光合作用：逐出电子经电子传递又回到菌绿素，使其恢复到原状态，其间产生ATP，但不产生还原力，不放出氧气。光合细菌属此类，光合菌还原力来自硫化氢，方式可能是逆向电子传递，消耗光反应产生的ATP。 14、硝化作用、反硝化作用：（1）硝化作用：氨基酸脱下的氨，在有氧的条件下，经亚硝化细菌和硝化细菌饿作用转化为硝酸（2）反硝化作用：①植物、藻类及其他微生物以硝酸盐为氮源，吸收硝酸盐，通过硝酸还原酶将硝酸还原成氨，由氨合成为氨基酸、蛋白质和其他含氮物质。②兼性厌氧的硝酸盐还原细菌将硝酸盐还原为氮气③硝酸还原为亚硝酸 第五章：微生物生长与环境因素 1、微生物生长测定：（1）直接法、（2）间接法、（3）细胞物质量 方法 直 接 法 死活 间 接 法 测定 细胞 物质 量 2、群体生长曲线： 分期 延迟期 不立即繁殖，生长对数期 代谢活性最强，几稳定期 新增殖细胞数与老衰亡期 出现“负生长”，有涂片染色法：可同时计数不同类型微生物（牛奶、土壤） 计数器测定法：不同类型 比例计数法：同上 电子自动计数器计数法：细菌、孢子计数、菌悬液应无杂质 比浊法：肉汤培养物水悬浮液中 平皿菌落计数法：牛奶、食品、水土壤、医学、卫生及培养物中 液体稀释法：不能用平皿时，如牛奶 薄膜过滤计数法：大量，含菌数低，如空气 定氮法：主要用于代谢研究，适用于细胞浓度高的样品 测DNA法：同上 测定细胞干重法：细胞浓度高，用于调查研究 生理指标测定法：微生物学分析研究 表现 速率近于0，菌数几乎不变，细胞形态变大 分裂迟缓，合成代谢活跃，体积增长快，对外界不良环境敏感 调整代谢，合成新的酶系和中间代谢产物以适应新环境 何级数增加，代时最短，生长速率最大 细菌数目增加与原生质总量增加，与菌液浊度增加呈正相关性 影响因素：菌种，菌龄，营养成分，营养物浓度，培养温度 细胞的死亡数几乎相等，活菌数动态平衡 生长速率又趋于0，细胞总数最高 养分减少；有毒代谢物产生 收获菌体的最佳时期，在稳定期期末 — 些细胞开始自溶。菌体产生畸形 死亡率明显增加 特点 原因 营养物消耗，有毒物质积累，环境条件改变，而不利于细菌生长 — 代时 消除：增加接种量，单个细胞完成一次采用最适菌龄接种 分裂所需时间 — 3、培养方式：（1）分批培养：将微生物置于一定容积培养基内，经培养，最后一次收获。

（2）连续培养：不断补充新鲜营养，并及时不断以同样速度排出培养物，则可延长对数期（原理：培养液的流动量使增殖的新菌数相当于流出的老菌数。）恒浊连续培养，恒化连续培养，补料分批培养，同步培养。 4、环境因素：（1）温度：低温使体内水分子冻结，停止生化反应，高温导致微生物死亡（2）pH：主要影响：①引起膜电荷变化，从而影响营养吸收②影响酶活性③改变营养物状态和有害物毒性（3）Eh（氧化还原电位）：①Eh与氧分压有关，也与pH有关②不同种类微生物所要求的Eh不同③Eh影响酶活性，也影响呼吸作用④微生物生长过程Eh变化⑤Eh可以用一些还原剂加以控制（4）DO（溶解氧）：按呼吸类型：好养微生物、厌氧微生物、兼性厌氧微生物、微好养微生物（5）辐射：①紫外线：（非电离辐射）200-380nm ②电离辐射（X、α、β、γ）：效应无专一性， α、β穿透力较弱，X、 γ较强（6）活度与渗透压（7）重金属：与酶的—SH基结合，使酶失去活性；或与菌体蛋白结合，使之变性或沉淀（8）干燥：使菌体内蛋白质变性，引起代谢活动停止 5、灭菌和消毒：（1）概念：①灭菌：杀死所有微生物 ②消毒：杀死一切病原微生物（2）常用方法：①灭菌：1）干热灭菌、2）湿热灭菌3）过滤除菌、4）放射线灭菌 ②消毒：常用消毒剂：氧化剂、重金属盐、有机化合物

（3）醇：醇是脱水剂和脂溶剂，可使蛋白质脱水、变性，溶解细胞质膜的

使蛋白脂质，进而杀死微生物机体 质变性 （4）甲醛：甲醛与蛋白质的氨基（—NH）结合而干扰细菌的代谢机能

（5）表面活性剂：酚、新洁尔灭（季铵盐）、合成洗涤剂、染料都能使蛋白

质变性

第六章：微生物遗传 1、（1）基因突变类型：按突变条件和原因划分：自发突变和诱发突变（2）DNA的损伤修复：①光复活和暗复活、②切除修复、③重组修复、④SOS修复⑤适应性修复 2、诱变机制：（1）物理诱变：①诱变因素：紫外辐射、X射线、γ射线、快中子、β射线和激光 ②紫外诱变机制：引起DNA的变化（2）化学诱变：诱变机制：引起基因突变或真核生物染色体畸变

3、定向育种、诱变育种：（1）定向育种：用某一特定环境长期处理某一微生物群体，同时不断地进行移种传代，以达到积累和选择合适的自发突变体的一种古老育种方法（2）诱变育种：利用物理或化学诱变剂处理均匀分散的微生物细胞群，促进其突变率大幅度提高，然

后设法采用简便、快速、高效的筛选方法，从中挑选少数符合目的的突变株，以供生产科研之用

4、基因重组：（1）杂交：两个性状不同的菌株或变种之间进行细胞结合，遗传物质交换重新组合成新的性状（2）转化：受体菌直接吸收了来自供体菌的DNA片段，通过交换，把它组合到自己的基因组中，从而获得供体菌部分遗传性状的现象（3）转导：通过缺陷噬菌体的媒介，把供体细胞的DNA片段携带到受体细胞中，从而使后者获得前者部分遗传性状的现象

5、基因工程（1）定义：在体外将外源DNA进行切割和连接，插入到载体分子中，形成重组DNA分子，再导入到受体细胞中，使外源基因在受体细胞中表达的过程（2）主要步骤：①从生物有机体基因组中，分离出带目的基因的DNA片段②将片段连接到能自我复制的载体上，形成重组DNA③重组DNA转移到适当的受体细胞内④筛选获得了重组DNA的受体细胞克隆⑤克隆基因的表达，产生出人类所需物质 6、PCR技术（DNA聚合链反应） 7、菌种的衰退、复壮、保藏：（1）衰退：对产量性状而言，菌种的负变就是衰退，其他原有典型性状变得不典型了，也是衰退。 衰退的防止：①控制传代次数；②创造适宜的培养条件；③利用不同类型细胞进行接种传代；④采用有效的菌种保藏方法，加强菌种管理措施。（2）复壮方法：①纯种分离②通过宿主体进行复壮（寄生性微生物）③淘汰已退化个体（3）保藏：①低温保藏：冰箱、超低温②干燥保藏：土壤、细砂、硅胶等③隔绝空气保藏：石蜡油封④冻干保藏：综合低温、干燥、真空⑤活体保藏：病原微生物、病毒 第七章：微生物生态 1、生态系统：（1）定义：生态系统是在一定的时间和空间范围内由生物与它们的生境通过能量流动和物质循环组成的一个自然体，简称生态系（2）组成：环境、生产者、消费者及分解或转化者（3）功能：生物生产、能量流动、物质循环、信息传递（4）分类（5）生物圈：生存在地球陆地以上至海面以下各约10km之间的范围，包括岩石圈、土壤圈、水圈和大气圈内所有生物群落和人及它们生存环境的总体（6）生态平衡：若有外来干扰，生态系统通过自行调节的能力恢复到原来的稳定状态，这就是生态系统的平衡 2、微生物间的相互关系：相互联系、相互依存、相互制约的对立统一 3、土壤微生物：（1）生态条件：①营养：1）大量的动植物残体，植物根系的分泌物，还有人和动物的排泄物2）丰富的无机元素：P、S、K、Fe、Mg、Ca等3）微量元素：B、Mo、Zn、Mn、Cu等②pH：3.5~8.5③渗透压：0.3~0.6MPa④氧气和水 ⑤温度 ⑥保护层（2）分布：水平分布取决于碳源，垂直分布与紫外辐射的照射、营养、水、温度等因素有关（3）种类：细菌量最多，放线菌次之，真菌再次之，藻类、原生动物和微型动物等由多到少依次排列（4）自净：土壤对施入一定负荷的有机物或有机污染物具有吸附和生物降解的能力，通过各种物理、化学过程自动分解污染物使土壤恢复到原有水平的净化过程（5）污染：土壤污染主要来自含有机毒物和重金属的污水农田灌溉和土地处理，固体废弃物的堆放和填埋等的渗滤液，地下储油罐泄露以及喷洒农药等 4、空气微生物：（1）分布（2）净化：绿化环境，搞好室内外环境卫生 5、水体微生物：（1）来源：土壤、空气、污水及有机残体（2）种类：自养菌（3）影响因素：营养物质、温度、溶解氧等 6、（1）水体自净过程：水体接纳了一定量的有机污染物后，在物理的、化学的及生物等因素的综合作用后得到净化，水质恢复到污染前的水平和状态。（2）指标（P/H指数）：P代表光合自养型微生物。H代表异养型微生物。P/H =（有叶绿素的微生物数量）/（异养微生物数量）

水中病原菌：霍乱弧菌、伤寒杆菌、痢疾杆菌

7、污化系统：（1）污化带特征： 特 征 水色 BOD 溶解氧含量 气体 细菌数量 微生物种类特点 动物类型 显花植物 鱼类 底泥 多污带 暗灰色，很浑浊 高 极低（或无） H2S、CO2和CH4 几亿/毫升 （兼）厌气性 硫酸还原菌 产甲烷菌 寡毛类（颤蚯蚓） 无 无 大量的有机质 α-中污带 灰色，较浑浊 减少，有悬浮物 少 NH3、H2S 几千万/毫升 藻类及原生动物出现 颤蚯蚓，增多 无 无 部分无机化 β-中污带 浑浊 减少，悬浮物少 升高 氨及H2S减少 几万/毫升 藻类大量繁殖 纤毛虫活跃 寡污带 浑浊度低 极少，悬浮极少 恢复正常 H2S消失 极少 鱼腥藻、硅藻、黄藻、钟虫、变形虫 轮虫、浮游甲壳动物 轮虫、浮游甲壳动物增多 出现 无 大量无机化 增多 有 — （2）有机污染指标：①BIP指数：无叶绿素的微生物占所有微生物的百分比②细菌菌落总数：1ml水样在营养琼脂培养基中，于37℃培养24h（或48h）后所生长出来的细菌菌落总数 ③总大肠菌群：包括埃希氏菌属、柠檬酸杆菌属、肠杆菌属和克雷伯氏杆菌属 8、人工生态系统： 9、活性污泥：（1）组成：由多种多样的好养微生物和兼性厌氧微生物与污水中有机和无机固体物质混凝交织在一起（2）性质：含水率99%左右；相对密度1.002~1.006；具有沉降性能；有生物活性，有吸附、氧化有机物的能力；有自我繁殖的能力（3）群落（4）菌胶团的作用：①有很强的生物絮凝、吸附能力和氧化分解有机物能力 ②对有机物的吸附和分解，为原生动物和微型后生动物提供了良好的生存环境③为原生动物、微型后生动物提供附着栖息场所④具有指示作用（5）原生动物以及后生动物的作用：①指示作用 ②净化作用③促进絮凝作用和沉淀作用

菌胶团松散，活性污泥性能低劣 10、生物膜：（1）组成：是由多种多样的好养微生物和兼性厌氧微生物黏附在生物滤池滤料上或黏附在生物转盘盘片上的一层黏性、薄膜状的微生物混合群体（2）群落：生物膜生物、生物膜面生物、滤地扫除生物

11、甲烷发酵：阶段：第一阶段：水解和发酵性细菌群将复杂有机物水解为单糖，再酵解为丙酮酸；将蛋白质水解为氨基酸，脱氨基成有机酸和氨；脂质水解为各种低级脂肪酸和醇。第二阶段：产氢和产乙酸细菌群吧第一阶段的产物进一步分解为乙酸和氢气。第三阶段：专性厌氧产甲烷菌群一组将氢气和二氧化碳或一氧化碳合成甲烷，另一组是将乙酸脱羧生成甲烷和二氧化碳。第四阶段：为同型产乙酸阶段，是同型产乙酸细菌将H2和CO2转化为乙酸的过程

12、堆肥 主要利用多种微生物的作用，将植物有机残体，进行矿质化、腐殖化和无害化，使各种复杂的有机态的养分，转化为可溶性养分和腐殖质，同时利用堆积时所产生的高温（60—70℃）来杀死原材料中所带来的病菌、虫卵和杂草种子，达到无害化的目的。因此，为了获得优质堆肥，在堆制 过程中，千方百计地为微生物的生命活动创造良好的条件，是加快堆肥腐熟和提高肥效的关键。 13、脱氮原理：脱氮是先利用好养段经硝化作用，有亚硝化细菌和硝化细菌的协同作用，将