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3.微生物学的发展简介 微生物学的发展简史 史前期———1676年之前（约8000年） 朦胧阶段 初创期———1676—1861（约200年） 形态描述阶段（列文虎克） 奠基期———1861—1897 （约40年） 生理水平研究阶段（巴斯德、科赫） 发展期———1897—1953（约50年） 生化水平研究阶段 成熟期———1953—至今 分子生物学水平阶段 第二节 微生物的合成代谢 生物固氮 是指大气中的分子氮通过微生物固氮酶的催化而还原为氨的过程, 生物界中只有原核生物才具有固氮能力 具有固氮作用的微生物近五十个属，包括细菌、放线菌和蓝细菌 根据固氮微生物与高等植物以及其它生物的关系，可以把它们分为三大类：自生固氮体系，共生固氮体系和联合固氮体系 微生物能够在常温常压条件下固氨，关键是靠固氮酶的催化作用 第二节 微生物的合成代谢 共生固氮体系 根瘤菌（Rhizobium）与豆科植物共生； 弗兰克氏菌（Frankia）与非豆科树木共生； 蓝细菌（cyanobacteria）与某些植物共生； 蓝细菌与某些真菌共生 第二节 微生物的合成代谢 自生固氮体系 好氧自生固氮M 固氮单胞菌属 （Azotobacter固氮菌属，Azotomonas 固氮单胞菌属，etc） 厌氧自生固氮M （Clostridium 梭菌属 ） 兼性厌氧自生固氮M（Bacillus，Klebsiella，etc） 大多数光合M（蓝细菌，光合细菌） 第二节 微生物的合成代谢 联合固氮体系 不生成共生固氮特殊结构；有较强的寄主专一性雀稗固氮菌（Azotobacter paspali）与雀稗根系形成联合 第二节 微生物的合成代谢 固氮机制 N2 + 8e- + 8H+ + nATP（固氮酶Mg2+）2NH3 + H2 + nADP + nPi 固氮反应的必要条件 ATP，e-、H+及其载体，固氮酶，N2，Mg2+，厌氧环境 固氮酶包括2种组分 组分I（P1）: 真正的固氮酶，又称钼铁蛋白（MoFe），由4个亚基组成。 组分II（P2）: 实际上是一种固氮酶还原酶，又称铁蛋白Fe），由2个亚基组成 微生物的生长 细胞生长的标志：外观上是细胞由小长大 包括： 染色体（或DNA）的复制、 核糖体的生物合成、 线粒体的生物合成、 细胞壁的生物合成等 微生物的生长 Individual Growth and Synchronous Growth of Microorganisms Synchronous Growth 同步生长 使培养基中细菌同时分裂，处于相同的生长阶段（处于分裂步调一致的生长状态）叫同步生长。 环境条件诱导法 机械筛选法 其它方法 环境条件控制法 温度调节法 培养基成分控制 控制限制因子的量 或添加某些抑制剂（氯霉素抑制菌体蛋白合成） 其它方法 用交替见光和黑暗处理光合细菌 缺点： 打乱细胞原有的正常代谢。 第一节微生物生长及测定 细菌的群体及生长曲线 细菌的生长曲线  细菌生长曲线的测定 分批培养（单批培养，密闭培养） 曲线的测定：液体 将少量细菌接种到一恒定容积的新鲜液体培养基中，在适宜条件下培养，定时取样测定细胞密度，以活细胞数的对数对培养时间所作出的曲线称为生长曲线。 微生物的典型生长曲线：延滞期、指数期、稳定期、衰亡期 微生物的非典型生长曲线：延滞期、快速生长期、生长衰退期 第一节微生物生长及测定 细菌的生长曲线 延滞期(适应期) 在延滞期,细菌的增殖率与死亡率相等，均为零；菌数几乎不增加，曲线平稳 指数期, 又称对数期 (logarithmic phase) 细胞增长以指数式进行的快速生长繁殖期称为指数期，也称对数期 Lag phase 调整期、适应期、停滞期 细胞生理特点： 分裂迟缓、菌体大、DNA含量高代谢活跃 出现的原因： 为了调整代谢（需要合成多种酶，辅酶和某些中间代谢产物） 影响因素： 菌种的遗传性、菌龄、接种量、及移种前后所处的环境条件等。 缩短意义：可以缩短生产周期，提高设备利用率 缩短措施： 增加接种量 调整营养成分 采用对数期的种子接种 选用繁殖快的菌种 延滞期 延滞期特点： 生长速率等于零 细胞合成新的成分 微生物细胞特点： 补充消耗的材料 适应新的培养基或别的培养条件 细胞形态变大或变长 对外界不良环境敏感。 影响延滞期长短的因素与实践意义 接种龄 对数期“种子”，延滞期较短；延滞期或衰亡期“种子”