微生物生理学 Microbial Physiology
微生物生理学 Microbial Physiology
学安排 1序言、教学安排与要求 微生物细胞的结构与功能 2.微生物的营养 3.异养微生物的生物氧化 4.自养微生物的生物氧化 5,生物合成与能量代谢 6.微生物的固氮作用 7.微生物代谢调控的类型及机制 8.微生物代谢调控与现代工业生产 9.微生物代谢调控的发展及其次级代谢产物
教学安排 1. 序言、教学安排与要求 微生物细胞的结构与功能 2. 微生物的营养 3. 异养微生物的生物氧化 4. 自养微生物的生物氧化 5. 生物合成与能量代谢 6. 微生物的固氮作用 7. 微生物代谢调控的类型及机制 8. 微生物代谢调控与现代工业生产 9. 微生物代谢调控的发展及其次级代谢产物
学安排 10.抗生素与质粒 11.次级代谢产物生物合成的调控 微生物的生理代谢与自由基 12.微生物的生长速率及其控制 13.细菌程序化死亡 14.微生物在各种环境中的生长繁殖。微生物 芽孢与孢子的形成 15.链霉菌的分化 16.粘菌的分化调节机制 17真菌分生孢子的分化过程与意义
教学安排 10. 抗生素与质粒 11. 次级代谢产物生物合成的调控 微生物的生理代谢与自由基 12. 微生物的生长速率及其控制 13. 细菌程序化死亡 14. 微生物在各种环境中的生长繁殖，微生物 芽孢与孢子的形成 15. 链霉菌的分化 16. 粘菌的分化调节机制 17. 真菌分生孢子的分化过程与意义
绪言 微生物生理学研究对象与范围 对象:各类微生物 微生物生理学是一门研究在实验室和自然条件下微生物 生理活动特点与规律学科 2.范围 1)研究微生物细胞的重建方式与一般规律,即研究微生 物的蛋白质、核酸与多糖等生物大分子合成,这些 生物大分子如何组建成新细胞结构以及产生新的生命 个体的方式、特点与规律 包含营养物质及其吸收、能量的产生与消耗,各个生理 活动的互相调节以及完成各种生理活动的细胞结构与 它的功能等。通过研究逐步阐明生命起源这个基本理论 可题
绪 言 一. 微生物生理学研究对象与范围 1. 对象: 各类微生物 微生物生理学是一门研究在实验室和自然条件下微生物 生理活动特点与规律学科. 2. 范围: 1）研究微生物细胞的重建方式与一般规律，即研究微生 物的蛋白质、 核酸与多糖等生物大分子合成，这些 生物大分子如何组建成新细胞结构以及产生新的生命 个体的方式、特点与规律 包含营养物质及其吸收、能量的产生与消耗, 各个生理 活动的互相调节以及完成各种生理活动的细胞结构与 它的功能等。通过研究逐步阐明生命起源这个基本理论 问题；
2)研究微生物与周围环境之间的关系 环境:适宜、不适宜和有害 适宜环境:微生物能以最大的比生长速率进行生长,可以 在较短的时间里获得更多的菌体物质与代谢产物 不适宜环境:微生物生长受到抑制或者通过生理代谢、 细胞结构发生相应的变化来对抗不良环境的作用,使 生命能维持与延续下去; 有害环境:微生物通常是丧失生活能力,少数通过产生抗 性而生存下来。 因此,可以研究微生物生长、繁殖、形态发生与细胞分化的特点 与规律,微生物能在极端环境条件下生存下来的机理,从而可以 有效地对微生物进行控制,同时从另一个角度生命的本质
2）研究微生物与周围环境之间的关系 环境: 适宜、不适宜和有害. 适宜环境: 微生物能以最大的比生长速率进行生长，可以 在较短的时间里获得更多的菌体物质与代谢产物； 不适宜环境: 微生物生长受到抑制或者通过生理代谢、 细胞结构发生相应的变化来对抗不良环境的作用, 使 生命能维持与延续下去； 有害环境: 微生物通常是丧失生活能力，少数通过产生抗 性而生存下来。 因此，可以研究微生物生长、繁殖、形态发生与细胞分化的特点 与规律，微生物能在极端环境条件下生存下来的机理，从而可以 有效地对微生物进行控制，同时从另一个角度生命的本质；
3)研宄微生物生理活动与人类的关系 微生物的生理活动与人类的关系极为密切,几乎涉及人们日 常生活的各个方面和国民经济的诸多部门
3）研究微生物生理活动与人类的关系 微生物的生理活动与人类的关系极为密切，几乎涉及人们日 常生活的各个方面和国民经济的诸多部门
表0-1微生物发酵生产的产品 发酵类型 发酵 食品饮料 各种酒类、饮料、酱制品、醋、面包等 有机酸 乳酸、柠檬酸、延胡索酸、衣康酸、葡萄糖酸等 有机溶剂 丙酮、丁醇等 甘油 甘油 维生素 维生素B2、维生素C、维生素B12等 抗生素 青霉素、链霉素、新霉素、卡那霉素、杆菌肽等 氨基酸 谷氨酸、赖氨酸、色氨酸、苏氨酸等 核苷酸 肌苷酸、鸟苷酸、核苷酸等 多糖 右旋葡萄糖苷等 甾体氧化 可地松、羟化可地松等 石油发酵 脱腊石油、脱硫石油 甲烷发酵 甲烷等气体燃料 菌体 酵母菌、各种杀虫菌、单细胞蛋白等 菌肥 各种菌肥制剂 发酵饲料 营养丰富的饲料 细菌冶金 贫矿石变成富矿石,提高矿石的品级等 抗癌药物 病等
表0-1 微生物发酵生产的产品 发 酵 类 型 发 酵 产 品 食品饮料 各种酒类、饮料、酱制品、醋、面包等 有机酸 乳酸、柠檬酸、延胡索酸、衣康酸、葡萄糖酸等 有机溶剂 丙酮、丁醇等 甘油 甘油 维生素 维生素B2、维生素C、维生素B12等 抗生素 青霉素、链霉素、新霉素、卡那霉素、杆菌肽等 氨基酸 谷氨酸、赖氨酸、色氨酸、苏氨酸等 核苷酸 肌苷酸、鸟苷酸、核苷酸等 多糖 右旋葡萄糖苷等 甾体氧化 可地松、羟化可地松等 石油发酵 脱腊石油、脱硫石油 甲烷发酵 甲烷等气体燃料 菌体 酵母菌、各种杀虫菌、单细胞蛋白等 菌肥 各种菌肥制剂 发酵饲料 营养丰富的饲料 细菌冶金 贫矿石变成富矿石，提高矿石的品级等 抗癌药物 紫杉醇、抗艾滋病等
微生物生理学的发属 古代:制造食品、改良土壤以及控制微生物的腐败与致病作用 1840年,库津( Akutzing发现酒变质是由一种生物引起的 1857年,巴斯德( Louis pasteur)用加热方法杀死培养基中的生物 的方法,认为发酵过程的本质是由生物引起的化学过程 酒变质,实验结果也证明酒变质也是由其他生物引起的 还用实验证明在含糖培养基上一种生物可以引起乳酸发酵, 另一种生物可引起酒精发酵,从而认为“在化学上不同的发 酵是由生理上不同的生物所引起”,它使微生物学的研究进 入了一个新的时期——微生物生理学时期 1861年,巴斯德又发现酪酸发酵可以分为由糖变成乳酸和由乳酸变 成酪酸两个阶段,这两个阶段都由生物完成,并且还分离到 乳酸菌;巴斯德在硏究醋酸发酵与丁酸发酵时,还发现在厌氧 时可生成丁酸,从而把发酵分成与两种类型
微生物生理学的发展 古代: 制造食品、改良土壤以及控制微生物的腐败与致病作用 1840年, 库 津（Akutzing）发现酒变质是由一种生物引起的 1857年, 巴斯德（Louis Pasteur）用加热方法杀死培养基中的生物 的方法, 认为发酵过程的本质是由生物引起的化学过程。 酒变质，实验结果也证明酒变质也是由其他生物引起的； 还用实验证明在含糖培养基上一种生物可以引起乳酸发酵， 另一种生物可引起酒精发酵，从而认为“在化学上不同的发 酵是由生理上不同的生物所引起”，它使微生物学的研究进 入了一个新的时期——微生物生理学时期。 1861年,巴斯德又发现酪酸发酵可以分为由糖变成乳酸和由乳酸变 成酪酸两个阶段，这两个阶段都由生物完成，并且还分离到了 乳酸菌；巴斯德在研究醋酸发酵与丁酸发酵时，还发现在厌氧 时可生成丁酸，从而把发酵分成有氧发酵与兼性发酵两种类型
Fig. 1-13 Louis Pasteur--Father of Microbiology. Louis Pasteur(1822-1895)began as a chemist but soon became a pi oneer microbiologist. Pasteurs work encompassed pure re search and many areas of applied science that produced several important practical discoveries. Among his many accomplish ments, Pasteur discredited the theory of spontaneous genera tion, introduced vaccination to treat rabies, and solved industrial problems related to the production and spoilage of foods
Fig. 1-21 Pasteur-Rabies Vaccine. In 1885 Pa nounced to the French Academy of Sciences that he had devel oped a vaccine for preventing a dread disease, rabies. Pasteu was able to weaken the rabies virus by drying the spinal cords of infected rabbits and allowing oxygen to penetrate the cords Thirteen inoculations of successively more virulent pieces of rabbit spinal cord were injected over a period of 2 weeks during the summer of 1885 into Joseph Meister, a 9-year-old boy who had been bitten by a rabid dog. Joseph Meister escaped not only the rabies that he might have received from his bites, but also the rabies inoculated into him by Pasteur. The development of the rabies vaccine crowned Pasteur's distinguished career
