微生物生理总结教程分析.docx

2008-2009 微生物生理复习 生物技术62 by 2S  PAGE \* MERGEFORMAT 38  PAGE \* MERGEFORMAT 38(n.n.) 研究的是微生物的正常生命活动规律, 主要包括以下方面：1. 微生物细胞的结构和功能的研究2. 微生物的代谢规律的研究3. 微生物与环境的关系的研究4. 微生物的活动与人类的关系的研究微生物生理学诞生于19世纪中后期，伴随着微生物的发展而发展，Pasteur 和 Koch奠定了微生物生理学的基础。20世纪微生物生理学获得了全面的发展，尤其是20世纪40年代后，微生物生理学的发展促进了整个生命学科的发展。20世纪40年代后，微生物的应用获得重大进展：青霉素的工业化带动了微生物次级代谢产物和初级代谢产物的开发。1956年氨基酸发酵的成功，使发酵工业正式进入发展期。80年代后，随着基因工程发展，传统的发酵工业在多方面发生了质的改变。20世纪60年代前——研究重点在于阐明物???和能量的转换及各种代谢途径。很多重要的代谢途径都是首先利用微生物为研究对象而阐明，然后在高等生物中得到证实。20世纪60年代后——研究重点在代谢调节的机制。乳糖操纵子学说： Fran?ois Jacob Jacques Monod 。目前微生物生理学研究热点之--微生物与环境：研究自然环境中的微生物及其与环境间的相互关系以及对人类环境有益和有害的影响。研究污染环境的微生物行为及微生物对污染物的去除或转化、微生物活动对环境的影响。微生物生理学研究热点之--微生物与能源：自养型微生物，能够将太阳能转换成生物能贮藏于体内。异养型微生物可以利用各种有机物，使生物能最终以最简单的无机物状态释放，如甲烷、乙醇和氢气。 能源性微生物在生物能的利用、非再生性能源节约和环境保护等方面，都具有非常重要的作用。 微生物生理学研究热点之--微生物与资源开发利用：种类资源多，已培养的微生物仅占不到地球上微生物的1%，实际利用不到0.1%。遗传资源多，微生物的基因组和遗传产物多，差别大，利用少 。生态系统资源多，微生物能在各种极端环境中生长和繁殖，机理知道少，作为生态资源开发利用则更少。微生物的多样性有利于：探索各种生命过程、生态和生物进化；工、农、医药、食品及环境整治、能源再生的应用 第一章 微生物细胞的显微和亚显微结构 第一节 微生物细胞的基本结构 一、细胞壁组成物质可分为两类：构成细胞壁的框架类物质，如细菌细胞壁的肽聚糖；位于框架类物质间的填充类物质或称间质，如各种位于其间的蛋白质等。微生物的细胞壁在微生物分类鉴定中，是一个重要指标。 （一） 1、革兰氏阳性细菌的细胞壁：G＋细菌细胞壁平均厚度约为13-35nm，最厚的可达80nm（如嗜酸乳杆菌的细胞壁）。常见的枯草杆菌的细胞壁厚约25-30nm。组成：肽聚糖 2、革兰氏阴性细菌的细胞壁 ：G- 阴性菌的细胞壁只有1-2 层肽聚糖，含量占细胞壁总量的5-10%，所以对机械强度的抵抗力较差。肽聚糖的β（1→4）键可被溶菌酶（lysozyme）裂解而生成许多N-乙酰葡萄糖胺和N-乙酰胞壁酸的双糖单位，受到破坏。G—— M—— G ——M—溶菌酶— G—— M—— G—— M 并不是所有的肽链都参与交联，革兰氏阳性细菌细胞壁肽聚糖肽链交联的程度，远比革兰氏阴性细菌的要高. G+ ：75-100% ；G- ：25-30%。肽聚糖的合成：肽聚糖的生物合成过程复杂，步骤多，而且合成部位几经转移。为此把肽聚糖的生物合成分为细胞质中、细胞膜上以及细胞膜外合成3个阶段。已知有两种载体：一种是尿苷二磷酸（UDP），另一种是细菌萜醇。 1.UDP-NAG的合成2.UDP-NAM的合成3. UDP-NAM-五肽的合成（在细胞质中进行）4.组装和运载（在膜上进行）5.肽聚糖链的交联（图）抗生素对肽聚糖合成的抑制1.抑制UDP-NAM-五肽的合成：由于磷霉素和磷酸烯醇式丙酮酸结构类似，故可竞争性地抑制UDP-NAG丙酮酸转移酶，因此抑制了UDP-NAM。D-环丝氨酸、邻氨甲酰- D-丝氨酸与D-丙氨酸结构类似，可以和D-丙氨酸竞争。2.抑制糖基载体脂的循环使用：持久霉素、万古霉素能与 GCL-P-P-NAMA-五肽结合，从而抑制了UDP-NAG与 GCL-P-P-NAMA-五肽的组装，使肽聚糖的亚单位不能合成。3.抑制交联作用：青霉素、头孢霉素是β-内酰胺类抗生素，能抑制肽聚糖链的交联——即转肽作用。抑制机理： β-内酰胺类抗生素和肽聚糖中的D-丙氨酰-D-丙氨酸的结构类似，可与D-丙氨酰-D-丙氨酸竞争转肽酶的活性中心。3. G+菌中的其它组分--磷壁酸可分为甘油磷壁酸、核醇磷壁酸和脂磷壁酸三种。a．甘油磷壁酸：甘油磷壁酸的基本结构是多聚甘油磷酸。