第六章 微生物的生理特性1

微生物的生理学和遗传学特性微生物是指那些不能自己看到的生物体，包括细菌、真菌、病毒等，它们是地球上最古老的生物体之一，陪伴我们共同演化了几十亿年。

微生物隐藏在我们身体和周围环境中，很多时候都是隐藏在黑暗中的无形之力。

然而，微生物却是人类生存不可或缺的一部分，它们不仅有良好的效果，例如在地球生态系统中的原初生态环境中，维持了许多生物之间的生存平衡;同时对生态环境的污染控制有着行之有效的作用。

其中，微生物的生理学和遗传学特性尤其值得我们研究探索。

微生物的生理学特性1.能量来源微生物的能量来源主要是来自它所寄生的生物环境中的有机物，通过光合作用、化学反应来得到自身所需的能量来源，从而保证微生物生命的能量供应。

2.营养要素微生物对营养要素的需求比人类、动植物都要低一些，它们可以在比较恶劣的环境下依靠几乎不需要营养的生存能力生存。

但是，与大多数生命体一样，微生物对于碳、氮、磷、铁等元素也是非常关注的，在人类和动植物身上可以发现它们能吸附、分离、转化所需的营养来源。

3.生长条件微生物温度范围极其广阔，能包容非常悬殊的环境温度，而且在酸性、碱性、加盐等多种极端环境下，都有其不同能力的生存表现。

它们的适应能力超乎我们的想象，如果能够利用它们的适应能力，在生产、环保、生态建设等领域都将能够上一个新水平。

微生物的遗传学特性1.基因载体微生物基因组的大小是非常小的，但是集合在其身上的基因是极其珍贵的，并以不同的方式维持着微生物的生理学表现。

微生物基因含量少，但因为它们的基因组非常简单以及在不同环境下因为寄生物的不同而有所变化带来的重要启示值得细细品味。

2.基因转移微生物的基因转移现象是目前的生物学研究中的热点之一。

微生物基因可以通过转化、嗜酸乳杆菌介导基因转移等方式，在不同的染色体间进行转移。

这种现象常出现在超级细菌中，是人们在对细菌药物抵抗性研究过程中经常遇到的问题，而且越来越引起了人们注意。

总的来说，微生物的生理学和遗传学特性非常值得我们关注，它们的适应性和调节功能都非常珍贵。

水处理生物学习题及答案《水处理生物学》习题及题答案第一章绪论1水中常用的微生物种类存有哪些？水中的主要微生物分为非细胞生物（病毒）和细胞生物两种类型。

在细胞生物中又分为古菌、原核生物（如细菌、放线菌、蓝细菌、支原体、立克次氏体、衣原体等）、真核生物。

真核生物又可细分为藻类、真菌（如酵母菌、霉菌等）、原生动物（分为肉足类、鞭毛类、纤毛类）、微型后生动物。

2微生物有哪些基本特征？为什么？微生物除了具备个体微小、结构直观、演化地位低等特点外，还具备以下特点：（1）种类多。

（2）分布广。

微生物个体小而轻，可随着灰尘四处飞扬,因此广泛分布于土壤、水和空气等自然环境中。

土壤中含有丰富的微生物所需要的营养物质，所以土壤中微生物的种类和数量很多。

（3）产卵慢。

大多数微生物在几十分钟内可以产卵一代，即为由一个对立为两个。

如果条件适合，经过10h就可以产卵为数亿个。

（4）易变异。

这一特点使微生物较能适应外界环境条件的变化。

第二章原核微生物1以形状来分，细菌可分为哪几类？细菌的形态大致上可以分成球状、杆状和螺旋状（弧菌及螺菌）3种，仅少数为其他形状，例如丝状、三角形、方形和圆盘形等。

球状、杆状和螺旋状就是细菌的基本形态。

自然界中，以杆菌最为常用，球菌次之，螺旋菌最少。

2细菌的细胞结构包括一般结构和特殊结构，简单说明这些结构及及其生理功能。

细菌的基本结构包含细胞壁和原生质两部分。

原生质坐落于细胞壁内，包含细胞膜（细胞质膜）、细胞质、核质和附带物。

细胞壁是包围在细菌细胞最外面的一层富有弹性的、厚实、坚韧的结构，具有固定细胞外形和保护细胞不受损伤等多种功能。

细胞壁的主要功能有：①保持细胞形状和提高细胞机械强度，使其免受渗透压等外力的损伤；②为细胞的生长、分裂所必需；③作为鞭毛的支点，实现鞭毛的运动；④阻拦大分子有害物质（如某些抗生素和水解酶）进入细胞；⑤赋予细胞特定的抗原性以及对抗生素和噬菌体的敏感性。

细胞膜又称细胞质膜、质膜或内膜，是一层紧贴着细胞壁而包围着细胞质的薄膜（厚约7～8nm），其化学组成主要是蛋白质、脂类和少量糖类。

引言概述：一、微生物的多样性1.微生物的物种多样性：微生物的物种多样性极为丰富。

目前已知的微生物物种约有7万多种，其中细菌约占95%，真菌约占4%，病毒和原生动物约占1%。

2.微生物的形态多样性：微生物的形态多样性非常丰富，从球形、棒状、螺旋状到丝状等各种形态都有。

二、微生物的广泛分布1.微生物在自然界中广泛分布：微生物存在于地球上几乎所有的环境中，包括土壤、水体、大气中等。

它们在陆地和海洋中都有独特的生态角色。

2.微生物在人体中的分布：微生物也广泛存在于人体内，包括皮肤、口腔、肠道等。

这些微生物与人类的健康密切相关，对人体有着重要的影响。

三、微生物的代谢特点1.微生物的高代谢活性：微生物的代谢活性非常高，能够快速进行许多化学反应。

这使得微生物在工业生产和环境修复中具有很大的潜力。

2.微生物的多样代谢途径：微生物有多样的代谢途径，包括厌氧代谢和好氧代谢等。

这使得微生物能够适应各种环境，并具有较强的适应能力。

四、微生物的遗传特点1.微生物的短代周期：微生物的繁殖速度非常快，在有利条件下可以短短几小时内繁殖成千上万的个体。

这使得微生物能够快速适应环境的变化。

2.微生物的水平基因转移：微生物具有水平基因转移的能力，即通过质体、噬菌体等方式将基因从一个细胞传递给另一个细胞。

这使得微生物能够获取新的基因片段，从而增强适应性。

五、微生物在生态学和应用研究中的意义1.微生物在物质循环中的重要作用：微生物在土壤、水体等自然界中起着重要的物质循环作用，包括碳循环、氮循环等。

它们能够分解有机物质，释放出有益的营养元素。

2.微生物在医学领域的应用：微生物在医学研究中有着广泛的应用价值，包括药物开发、疾病诊断和治疗等。

微生物学的发展为人类健康提供了重要的支持。

总结：微生物具有多样性、广泛分布、高代谢活性、遗传特点以及在生态学和应用研究中的重要作用等特点。

这些特点使得微生物在生物学、医学、环境学等多个领域具有重要的意义。

第六章微生物的生长一、名词解释01.细菌生长曲线（growth curve）：当细菌在适宜的环境条件下培养时，如果以培养的时间为横座标，以细菌数量变化为纵坐标，根据细菌数量变化与相应时间变化之间的关系，作出一条反应细菌在培养期间菌数变化规律的曲线，这种曲线称为生长曲线。

02.菌落形成单位（colony forming unit, cfu）：通过浇注或涂布等方法使菌样的微生物单细胞分散在平板上（内），待培养后，每一个活细胞就形成一个单菌落，即为菌落形成单位。

03.比生长速率（specific growth rate）：单位数量的细菌或物质在单位时间（h）内的增加量。

04.同步培养（synchronous culture）：是一种培养方法，它能使群体中的所有细胞变成处于同时进行生长和分裂的群体细胞。

05.连续培养（continuous culture）：是在微生物的整个培养时间内，通过一定的方式使微生物能以恒定的比生长速率生长并能持续下去的一种培养方式。

06.连续发酵（continuous fermentation）：连续培养如果应用于生产实践上，就称为连续发酵。

07.分批培养：将微生物置于一定容积的培养基中，经过培养生长，最后一次收获，此称为分批培养。

08.二元培养：是纯培养的一种特殊形式。

根据寄生微生物的生活特点，必须将寄生微生物和寄主微生物培养在一起，同时排除其它杂菌。

例如培养苏云金杆菌及其噬菌体，需先在平板培养基上培养细菌，然后在菌苔上接种其噬菌体，经培养后，出现噬菌体感染的透明空斑，这种培养方法称为二元培养。

09.高密度培养（high cell-density culture, HCDC）：有时也称高密度发酵，一般指微生物在液体培养中细胞群体密度超过了常规培养10倍以上时的生长状态或培养技术。

10.致死时间（thermal death time, TDT）：是指在特定的条件和特定的温度下（如60℃），杀死某微生物水悬乳液群体所需要的最短时间。

病原微生物的生理特性微生物是自然界中存在的最为广泛和最为丰富的一类生物，它们繁殖迅速，能在各种环境条件下存活和繁殖。

其中一些微生物还具有致病性，能够引起疾病。

为了防治疾病，我们需要了解病原微生物的生理特性，以便更好地对其进行控制和治疗。

一、病原微生物的营养特性病原微生物需要一定的营养物质才能生长和繁殖。

不同种类的病原微生物对营养物质的需求也不相同。

细菌需要碳源、氮源、磷源等基本元素以及较小量的微量元素和生长因子，而真菌和原生动物需要一些特殊的营养物质，在体外培养时需要加入复杂的培养基。

某些病原微生物还具有特殊的营养特性，如产乳酸的细菌只能利用葡萄糖等单糖发酵，且只能在缺氧条件下生长繁殖；厌氧细菌则只能在完全没有氧气的环境中生长繁殖。

二、病原微生物的代谢特性病原微生物的代谢特性是指它们在生长繁殖过程中产生的代谢产物。

细菌的代谢产物有酸、气体和酶等，真菌则主要产生酸和酶。

这些代谢产物不仅影响病原微生物的生长繁殖，还能对宿主产生影响，导致病态变化。

例如，金黄色葡萄球菌在生长繁殖过程中产生一种称为葡萄糖酸钠的有毒代谢产物，可引起感染性休克等严重疾病。

病原微生物代谢产物的诱导和清除对疾病的进展和治疗也有重要影响。

三、病原微生物的细胞壁和胞膜结构微生物的细胞壁和胞膜结构是维持细胞形态和生理功能的重要组成部分，也是抵御宿主免疫防御的重要屏障。

不同种类的微生物的细胞壁和胞膜结构也不相同。

细菌的细胞壁主要由胞壁、细胞膜和外膜三部分组成，其中胞壁的多糖和肽多糖层是抵御宿主免疫系统攻击的主要靶标。

真菌的细胞壁则主要由纤维化合物组成，可以提供抗菌、抗病毒等多种生物活性分子，但同时也使得真菌更难被宿主免疫系统清除。

四、病原微生物的适应性病原微生物的适应性是指它们在多种复杂环境中生长繁殖的能力。

某些病原微生物具有高度适应性，能在不同的环境中生长繁殖，甚至在宿主体内也能快速适应和生长。

例如，弓形体属于一种原生动物，能够感染多种动物和人类，能够通过宿主免疫反应，逃避被清除，从而在宿主体内长期存活。

第六章微⽣物的⽣长及其控制第六章微⽣物的⽣长及其控制1.概述⽣长:细胞物质有规律地,不可逆地增加,导致细胞体积扩⼤的⽣物学过程.繁殖:微⽣物⽣长到⼀定阶段,由于细胞结构的复制与重建并通过特定的⽅式产⽣新的⽣命个体，即引起⽣命个体数量增加的⽣物学过程。

⽣长是⼀个量变的过程，繁殖是⼀个质变的过程2.细菌的个体⽣长1.染⾊体DNA的复制和分离细菌的染⾊体为环形双链DNA分⼦。

染⾊体⼀双向的⽅式进⾏连续的复制，在细胞分裂之前不仅完成了染⾊体的复制，⽽且也开始了2个⼦细胞DNA分⼦的复制。

当细胞的⼀个世代即将结束时，不仅为即将形成的2个⼦细胞各备有⼀份完整的遗传信息，⽽且也具有已经按亲本⽅式复制的基因组。

其复制点附着在细胞膜上，随膜的⽣长和细胞分裂，2个未来的⼦细胞基因组不断地分离，最后达到2个⼦细胞中。

细菌在个体⽣长中通过染⾊体DNA的复制，使其遗传特性能保持⾼度的连续性和稳定性。

2.细胞壁的扩增细胞在⽣长过程中，细胞壁只有通过扩增，才能使细胞体积扩⼤。

3.细菌分裂的调节细菌进⼊分裂时期，此时在细菌长度的中间位置，通过细胞质膜内陷并伴随新合成的肽聚糖插⼊，导致横隔壁向⼼⽣长，最后在中⼼回合，完成⼀次分裂，将细菌分裂成2个⼤⼩相等的⼦细菌。

细胞在⽣长和分裂伴随细胞壁的裂解和闭合2个过程。

前者将细胞壁打开，有利于细胞壁物质插⼊；后者在新合成的细胞壁物质插⼊后的开⼝处重新闭合形成完整的细胞壁，以利于机体⽣存。

影响细菌的⽣长和分裂的主要因素是：转肽酶（催化2个肽聚糖的短肽链的链接）；D-Ala-D-Ala-梭肽酶（催化五肽转变为四肽）青霉素竞争性抑制转肽酶。

3. 细菌的群体⽣长繁殖1.⽣长的规律细菌以⼆分裂繁殖,即细胞核⾸先进⾏有丝分裂,然后细胞质通过胞质分裂⽽分开,形成2个相同的个体.分批培养:在封闭系统中对微⽣物进⾏的培养,既不补充营养也不移去培养物质，保持整个培养液体积不变的培养⽅式。

培养曲线：以时间为横坐标，以菌数为纵坐标，依据不同培养时间⾥细菌数量变化，作出培养期间菌数变化规律的曲线。

第六章微生物的生理特性1 细菌细胞中主要含有哪些成分？细菌需要哪些营养？各种营养物质的功能是什么？答：细菌细胞中最重要的组分是水，约占细胞总质量的80％，一般为70％～90％，其他10％～30％为干物质。

干物质中有机物占90％～97％左右，其主要化学元素是C、H、O、N、P、S；另外约3％～10％为无机盐分（或称灰分）。

应注意，不同微生物细胞化学组分不同；一种微生物在不同的生长阶段，其化学组分也不同。

微生物的营养要求在元素水平上都需要20种左右，且以碳、氢、氧、氮、硫、磷为主；在营养水平上则都在六大类的范围内，即碳源、氮源、能源、生长因子、无机盐和水。

提供细胞组分或代谢产物种碳素来源的各种营养物质称为碳源。

它的作用是提供细胞骨架和代谢物质中碳素的来源以及生命活动所需要的能量。

异养微生物在元素水平上最适碳源适"C·H·O"型。

提供细胞组分中氮素来源的各种物质称为氮源。

它的作用适提供细胞新陈代谢中所需的氮素合成材料。

极端情况下（如饥饿状态），氮源也可为细胞提供生命活动所需的能量。

能为微生物生命活动提供最初能量来源的营养物质和辐射能，称为能源。

各种异养生物的能源就是碳源。

化能自养微生物的能源十分独特，它们都是一些还原态的无机物。

生长因子是一类调节微生物正常代谢所必需，但不能利用简单的碳、氮源自行合成的有机物。

按微生物对生长因子的需要与否，可把它们分成生长因子自养型微生物、生长因子异养型微生物和生长因子过量合成型微生物三种。

无机盐或矿质元素主要为微生物提供碳源、氮源以外的各种重要元素。

无机盐类在细胞中的主要作用是：1) 构成细胞的组成成分。

2) 酶的组成成分。

3) 酶的激活剂。

4) 维持适宜的渗透压。

5) 自养型细菌的能源。

6) 无氧呼吸时的氢受体。

水在微生物细胞内有两种存在状态：自由水和结合水。

它们的生理作用主要有以下几点：1) 溶剂作用。

所有物质都必须先溶解于水，然后才能参与各种生化反应。

微生物知识点整理微生物知识点整理协议一、关键信息1、微生物的定义：微生物是指个体难以用肉眼观察，需要借助显微镜才能看清的微小生物的总称。

2、微生物的分类：包括细菌、真菌、病毒、支原体、衣原体、立克次氏体、螺旋体、放线菌等。

3、微生物的特点：体积小、结构简单、生长繁殖快、代谢类型多样、适应能力强等。

4、微生物的营养类型：自养型和异养型。

5、微生物的生长曲线：迟缓期、对数生长期、稳定期、衰亡期。

二、微生物的形态结构1、细菌11 形态：球菌、杆菌、螺旋菌等。

12 结构：细胞壁、细胞膜、细胞质、核质体等。

13 特殊结构：荚膜、鞭毛、菌毛、芽孢等。

2、真菌21 形态：单细胞真菌（酵母菌）和多细胞真菌（霉菌、蕈菌）。

22 结构：细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核等。

23 繁殖方式：无性繁殖和有性繁殖。

3、病毒31 形态：球形、杆形、蝌蚪形等。

32 结构：由核酸（DNA 或 RNA）和蛋白质外壳组成。

33 繁殖方式：吸附、侵入、复制、装配、释放。

三、微生物的生理特性1、微生物的营养物质：水、碳源、氮源、无机盐、生长因子等。

2、微生物的营养方式：21 自养微生物：能够利用无机物合成自身所需的有机物。

22 异养微生物：需要从外界摄取有机物作为营养物质。

3、微生物的代谢类型：31 产能代谢：有氧呼吸、无氧呼吸、发酵等。

32 合成代谢：合成蛋白质、核酸、多糖等生物大分子。

4、微生物的生长影响因素：温度、pH 值、氧气、渗透压等。

四、微生物的遗传变异1、微生物的遗传物质：DNA 是主要的遗传物质，部分病毒以RNA 作为遗传物质。

2、微生物的基因突变：包括点突变、染色体畸变等。

3、微生物的基因重组：转化、转导、接合等方式。

4、微生物的遗传变异在实际应用中的意义：如菌种选育、疾病诊断和防治等。

五、微生物与人类的关系1、有益方面11 工业应用：发酵生产食品、药品、化工产品等。

12 农业应用：生物肥料、生物防治病虫害等。

13 环境保护：污水处理、土壤修复等。