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微生物生理學(xué) 版權(quán)信息
- ISBN：9787030220615
- 條形碼：9787030220615 ; 978-7-03-022061-5
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊(cè)數(shù)：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
微生物生理學(xué) 內(nèi)容簡(jiǎn)介
本書主要從微生物生理學(xué)角度闡述微生物的生命活動(dòng)規(guī)律，系統(tǒng)地介紹了微生物生理學(xué)的基礎(chǔ)理論、基本知識(shí)、基本技術(shù)及應(yīng)用，力求反映微生物生理學(xué)的近期新發(fā)展動(dòng)態(tài)及趨勢(shì)。全書共8章，內(nèi)容包括：微生物細(xì)胞的化學(xué)組成、微生物營養(yǎng)類型及營養(yǎng)物質(zhì)的運(yùn)輸、微生物的產(chǎn)能代謝、微生物的合成代謝和能量消耗、微生物的次級(jí)代謝、微生物代謝的調(diào)節(jié)、微生物的生長(zhǎng)、繁殖和環(huán)境、微生物細(xì)胞的發(fā)育和分化。通過本書的學(xué)習(xí)，能使學(xué)生針對(duì)不同的生化產(chǎn)品的特性，獨(dú)立運(yùn)用所學(xué)的有關(guān)生化分離技術(shù)方面的知識(shí)，設(shè)計(jì)合理的提取或精制的工藝路線和改造現(xiàn)有工藝。使學(xué)生能獨(dú)立綜合運(yùn)用所學(xué)的生化分離工程基本知識(shí)設(shè)計(jì)合理的提制工藝的能力，并能從理論上解釋生產(chǎn)實(shí)際中的各種現(xiàn)象，提高分析和解決問題的水平，并培養(yǎng)一定的科研和生產(chǎn)能力。
微生物生理學(xué) 目錄
目錄
前言
緒論 1
一、什么是微生物生理學(xué) 1
二、為什么要研究微生物生理學(xué) 2
三、微生物生理學(xué)的研究熱點(diǎn) 3
四、如何研究微生物生理學(xué) 4
五、如何學(xué)習(xí)微生物生理學(xué) 5
**章 微生物細(xì)胞的化學(xué)組成 6
**節(jié) 微生物細(xì)胞的元素組成 6
一、生物元素 6
二、生物元素分析 8
第二節(jié) 微生物細(xì)胞的物質(zhì)組成 9
一、水分 9
二、無機(jī)鹽類 11
三、有機(jī)化合物 12
第三節(jié) 細(xì)胞化學(xué)組成研究方法 30
一、生物分子的分離 30
二、亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)的分離 32
第二章 微生物營養(yǎng)和營養(yǎng)物質(zhì)的吸收 34
**節(jié) 營養(yǎng)物質(zhì) 34
一、碳源 34
二、氮源 35
三、能源 36
四、無機(jī)鹽 37
五、生長(zhǎng)因子 37
六、水 40
七、氧 42
第二節(jié) 微生物的營養(yǎng)類型 43
第三節(jié) 營養(yǎng)物質(zhì)的吸收與運(yùn)輸 47
一、膜結(jié)構(gòu)及其對(duì)各種溶質(zhì)的透性 47
二、影響物質(zhì)運(yùn)輸?shù)囊蛩?49
三、小分了物質(zhì)運(yùn)輸?shù)姆绞?50
第四節(jié) 營養(yǎng)物質(zhì)運(yùn)輸?shù)臏Y節(jié) 66
一、膜電勢(shì)調(diào)節(jié)68
二、胞內(nèi)磷酸糖的調(diào)節(jié)68
三、cAMP環(huán)化酶與透過酶的共同調(diào)節(jié)69
第五節(jié) 細(xì)胞的分泌作用 70
第三章 微生物的產(chǎn)能代謝 72
**節(jié) 代謝概論 72
一、概念 72
二、微生物代謝的研究方法 74
第二節(jié) 異養(yǎng)微生物的生物氧化 81
一、發(fā)酵 81
二、呼吸作用 94
三、能量轉(zhuǎn)化 100
第三節(jié) 自養(yǎng)微生物的能量代謝 107
一、氫細(xì)菌 108
二、硝化細(xì)菌 109
三、硫細(xì)菌 110
四、鐵細(xì)菌 111
第四節(jié) 光能微生物的能量代謝 112
一、光合微生物的類群與一般特征 112
二、光合色素 114
三、光合磷酸化 116
第四章 微生物合成與耗能代謝 121
**節(jié) 微生物合成代謝的原料 122
一、還原力 122
二、小分子前體碳架物質(zhì) 124
三、能量 125
第二節(jié) C02的固定和二碳化合物的同化 125
一、C02的同定 125
二、二碳化合物的同化 130
第三節(jié) 糖類的合成 131
一、單糖的合成 131
二、多糖的合成 132
三、細(xì)菌細(xì)胞壁多糖物質(zhì)的合成 133
第四節(jié) 微生物的固氮作用 140
一、固氮微生物的種類 140
二、固氮的生化機(jī)制 141
三、固氮菌的抗氧機(jī)制 145
第五節(jié) 氨基酸和核苷酸的合成 147
一、氨基酸的生物合成 147
二、核苷酸的合成 147
第六節(jié) 生物合成速率及其他耗能反應(yīng) 150
一、生物合成消耗能量 150
二、維持能量 154
三、消耗于溶質(zhì)攝取的能量 154
四、產(chǎn)生熱 154
五、消耗于運(yùn)動(dòng)的能量 155
六、生物發(fā)光 155
第五章 微生物的代謝調(diào)節(jié)156
**節(jié) 微生物代謝的自我調(diào)節(jié)156
一、自我調(diào)節(jié)的表現(xiàn) 156
二、微生物自我調(diào)節(jié)的環(huán)節(jié) 157
第二節(jié) 酶合成調(diào)節(jié)158
一、酶合成調(diào)節(jié)類型 158
二、酶合成的誘導(dǎo)和阻遏的機(jī)制 161
第三節(jié) 酶活性調(diào)節(jié)164
一、酶的激活 165
二、酶的反饋抑制 165
三、反饋抑制的機(jī)理 167
第四節(jié) 微生物其他調(diào)節(jié)方式及代謝調(diào)節(jié)的特點(diǎn) 168
一、細(xì)胞膜透性的調(diào)節(jié)168
二、能荷調(diào)節(jié)168
三、微生物代謝調(diào)節(jié)的特點(diǎn) 169
第五節(jié) 代謝調(diào)節(jié)理論在工業(yè)發(fā)酵上的應(yīng)用 170
一、改變微生物的遺傳特性 170
二、發(fā)酵條件的控制 177
第六章 微生物的次級(jí)代謝 181
**節(jié) 初級(jí)代謝與次級(jí)代謝 181
次級(jí)代謝的概念及類型 181
第二節(jié) 次級(jí)代謝產(chǎn)物的生物合成 185
一、概述 185
二、次級(jí)代謝產(chǎn)物合成途徑 186
三、青霉素和頭孢菌素的生物合成 188
四、研究抗生素合成的一般方法 190
第三節(jié) 次級(jí)代謝的特點(diǎn)和生理功能 191
一、次級(jí)代謝的特點(diǎn) 191
二、次級(jí)代謝的生理功能 196
第四節(jié) 微生物次級(jí)代謝產(chǎn)物的代謝調(diào)節(jié)197
一、次級(jí)代謝產(chǎn)物發(fā)酵的特點(diǎn) 197
二、次級(jí)代謝的主要調(diào)節(jié)機(jī)制 198
第七章 微生物的生長(zhǎng)、繁殖與環(huán)境 208
**節(jié) 細(xì)菌個(gè)體的生長(zhǎng) 208
一、細(xì)胞器的裝配 208
二、染色體DNA的復(fù)制和分離 211
三、細(xì)胞生長(zhǎng) 213
第二節(jié) 細(xì)菌群體的生長(zhǎng) 214
-、細(xì)菌群體生長(zhǎng)的測(cè)量方法 214
二、細(xì)菌的生長(zhǎng)曲線 215
三、細(xì)菌在同體平板培養(yǎng)基上的生長(zhǎng)規(guī)律 228
第三節(jié) 酵母菌的生長(zhǎng) 229
一、酵母菌的繁殖方式和生活史 229
二、細(xì)胞周期 230
三、細(xì)胞周期中核的行為 232
四、出芽機(jī)制 232
五、細(xì)胞分裂和細(xì)胞壽命的關(guān)系 235
第四節(jié) 絲狀真菌和放線菌的生長(zhǎng) 235
一、絲狀真菌的繁殖方式 235
二、絲狀真菌生長(zhǎng)的測(cè)量方法 239
三、絲狀真菌的生長(zhǎng) 240
四、放線菌菌絲的生長(zhǎng) 247
第五節(jié) 病毒的裝配和生長(zhǎng) 248
一、病毒和噬菌體的裝配 248
二、噬菌體的一步生長(zhǎng)曲線 250
第六節(jié) 微生物的培養(yǎng) 250
一、連續(xù)培養(yǎng) 250
二、同步生長(zhǎng) 256
第七節(jié) 微生物的生長(zhǎng)與壞境的關(guān)系 258
一、環(huán)境因子對(duì)生長(zhǎng)的影響 258
二、化學(xué)藥物對(duì)生長(zhǎng)的影響 275
三、微生物對(duì)環(huán)境的反應(yīng) 280
第八章 微生物的分化與發(fā)育 290
**節(jié) 營養(yǎng)體階段的形態(tài)分化 290
一、節(jié) 桿菌細(xì)胞形態(tài)的變化 290
二、根瘤菌的形態(tài)分化 292
三、絲狀藍(lán)細(xì)菌的形態(tài)分化 293
四、酵母菌的二型性 295
五、毛霉屬菌株中的二型性 296
第二節(jié) 孢子形成 297
一、細(xì)菌的芽孢 297
二、酵母菌子囊孢子形成 303
三、固氮菌休眠孢子 304
第三節(jié) 多細(xì)胞聚集形成的分化 306
主要參考文獻(xiàn) 309
前言
緒論 1
一、什么是微生物生理學(xué) 1
二、為什么要研究微生物生理學(xué) 2
三、微生物生理學(xué)的研究熱點(diǎn) 3
四、如何研究微生物生理學(xué) 4
五、如何學(xué)習(xí)微生物生理學(xué) 5
**章 微生物細(xì)胞的化學(xué)組成 6
**節(jié) 微生物細(xì)胞的元素組成 6
一、生物元素 6
二、生物元素分析 8
第二節(jié) 微生物細(xì)胞的物質(zhì)組成 9
一、水分 9
二、無機(jī)鹽類 11
三、有機(jī)化合物 12
第三節(jié) 細(xì)胞化學(xué)組成研究方法 30
一、生物分子的分離 30
二、亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)的分離 32
第二章 微生物營養(yǎng)和營養(yǎng)物質(zhì)的吸收 34
**節(jié) 營養(yǎng)物質(zhì) 34
一、碳源 34
二、氮源 35
三、能源 36
四、無機(jī)鹽 37
五、生長(zhǎng)因子 37
六、水 40
七、氧 42
第二節(jié) 微生物的營養(yǎng)類型 43
第三節(jié) 營養(yǎng)物質(zhì)的吸收與運(yùn)輸 47
一、膜結(jié)構(gòu)及其對(duì)各種溶質(zhì)的透性 47
二、影響物質(zhì)運(yùn)輸?shù)囊蛩?49
三、小分了物質(zhì)運(yùn)輸?shù)姆绞?50
第四節(jié) 營養(yǎng)物質(zhì)運(yùn)輸?shù)臏Y節(jié) 66
一、膜電勢(shì)調(diào)節(jié)68
二、胞內(nèi)磷酸糖的調(diào)節(jié)68
三、cAMP環(huán)化酶與透過酶的共同調(diào)節(jié)69
第五節(jié) 細(xì)胞的分泌作用 70
第三章 微生物的產(chǎn)能代謝 72
**節(jié) 代謝概論 72
一、概念 72
二、微生物代謝的研究方法 74
第二節(jié) 異養(yǎng)微生物的生物氧化 81
一、發(fā)酵 81
二、呼吸作用 94
三、能量轉(zhuǎn)化 100
第三節(jié) 自養(yǎng)微生物的能量代謝 107
一、氫細(xì)菌 108
二、硝化細(xì)菌 109
三、硫細(xì)菌 110
四、鐵細(xì)菌 111
第四節(jié) 光能微生物的能量代謝 112
一、光合微生物的類群與一般特征 112
二、光合色素 114
三、光合磷酸化 116
第四章 微生物合成與耗能代謝 121
**節(jié) 微生物合成代謝的原料 122
一、還原力 122
二、小分子前體碳架物質(zhì) 124
三、能量 125
第二節(jié) C02的固定和二碳化合物的同化 125
一、C02的同定 125
二、二碳化合物的同化 130
第三節(jié) 糖類的合成 131
一、單糖的合成 131
二、多糖的合成 132
三、細(xì)菌細(xì)胞壁多糖物質(zhì)的合成 133
第四節(jié) 微生物的固氮作用 140
一、固氮微生物的種類 140
二、固氮的生化機(jī)制 141
三、固氮菌的抗氧機(jī)制 145
第五節(jié) 氨基酸和核苷酸的合成 147
一、氨基酸的生物合成 147
二、核苷酸的合成 147
第六節(jié) 生物合成速率及其他耗能反應(yīng) 150
一、生物合成消耗能量 150
二、維持能量 154
三、消耗于溶質(zhì)攝取的能量 154
四、產(chǎn)生熱 154
五、消耗于運(yùn)動(dòng)的能量 155
六、生物發(fā)光 155
第五章 微生物的代謝調(diào)節(jié)156
**節(jié) 微生物代謝的自我調(diào)節(jié)156
一、自我調(diào)節(jié)的表現(xiàn) 156
二、微生物自我調(diào)節(jié)的環(huán)節(jié) 157
第二節(jié) 酶合成調(diào)節(jié)158
一、酶合成調(diào)節(jié)類型 158
二、酶合成的誘導(dǎo)和阻遏的機(jī)制 161
第三節(jié) 酶活性調(diào)節(jié)164
一、酶的激活 165
二、酶的反饋抑制 165
三、反饋抑制的機(jī)理 167
第四節(jié) 微生物其他調(diào)節(jié)方式及代謝調(diào)節(jié)的特點(diǎn) 168
一、細(xì)胞膜透性的調(diào)節(jié)168
二、能荷調(diào)節(jié)168
三、微生物代謝調(diào)節(jié)的特點(diǎn) 169
第五節(jié) 代謝調(diào)節(jié)理論在工業(yè)發(fā)酵上的應(yīng)用 170
一、改變微生物的遺傳特性 170
二、發(fā)酵條件的控制 177
第六章 微生物的次級(jí)代謝 181
**節(jié) 初級(jí)代謝與次級(jí)代謝 181
次級(jí)代謝的概念及類型 181
第二節(jié) 次級(jí)代謝產(chǎn)物的生物合成 185
一、概述 185
二、次級(jí)代謝產(chǎn)物合成途徑 186
三、青霉素和頭孢菌素的生物合成 188
四、研究抗生素合成的一般方法 190
第三節(jié) 次級(jí)代謝的特點(diǎn)和生理功能 191
一、次級(jí)代謝的特點(diǎn) 191
二、次級(jí)代謝的生理功能 196
第四節(jié) 微生物次級(jí)代謝產(chǎn)物的代謝調(diào)節(jié)197
一、次級(jí)代謝產(chǎn)物發(fā)酵的特點(diǎn) 197
二、次級(jí)代謝的主要調(diào)節(jié)機(jī)制 198
第七章 微生物的生長(zhǎng)、繁殖與環(huán)境 208
**節(jié) 細(xì)菌個(gè)體的生長(zhǎng) 208
一、細(xì)胞器的裝配 208
二、染色體DNA的復(fù)制和分離 211
三、細(xì)胞生長(zhǎng) 213
第二節(jié) 細(xì)菌群體的生長(zhǎng) 214
-、細(xì)菌群體生長(zhǎng)的測(cè)量方法 214
二、細(xì)菌的生長(zhǎng)曲線 215
三、細(xì)菌在同體平板培養(yǎng)基上的生長(zhǎng)規(guī)律 228
第三節(jié) 酵母菌的生長(zhǎng) 229
一、酵母菌的繁殖方式和生活史 229
二、細(xì)胞周期 230
三、細(xì)胞周期中核的行為 232
四、出芽機(jī)制 232
五、細(xì)胞分裂和細(xì)胞壽命的關(guān)系 235
第四節(jié) 絲狀真菌和放線菌的生長(zhǎng) 235
一、絲狀真菌的繁殖方式 235
二、絲狀真菌生長(zhǎng)的測(cè)量方法 239
三、絲狀真菌的生長(zhǎng) 240
四、放線菌菌絲的生長(zhǎng) 247
第五節(jié) 病毒的裝配和生長(zhǎng) 248
一、病毒和噬菌體的裝配 248
二、噬菌體的一步生長(zhǎng)曲線 250
第六節(jié) 微生物的培養(yǎng) 250
一、連續(xù)培養(yǎng) 250
二、同步生長(zhǎng) 256
第七節(jié) 微生物的生長(zhǎng)與壞境的關(guān)系 258
一、環(huán)境因子對(duì)生長(zhǎng)的影響 258
二、化學(xué)藥物對(duì)生長(zhǎng)的影響 275
三、微生物對(duì)環(huán)境的反應(yīng) 280
第八章 微生物的分化與發(fā)育 290
**節(jié) 營養(yǎng)體階段的形態(tài)分化 290
一、節(jié) 桿菌細(xì)胞形態(tài)的變化 290
二、根瘤菌的形態(tài)分化 292
三、絲狀藍(lán)細(xì)菌的形態(tài)分化 293
四、酵母菌的二型性 295
五、毛霉屬菌株中的二型性 296
第二節(jié) 孢子形成 297
一、細(xì)菌的芽孢 297
二、酵母菌子囊孢子形成 303
三、固氮菌休眠孢子 304
第三節(jié) 多細(xì)胞聚集形成的分化 306
主要參考文獻(xiàn) 309
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微生物生理學(xué) 節(jié)選
緒論 在我們生存的地球上，微生物分布極為廣泛，即使在一些其他生物無法生存的極端環(huán)境下，微生物也能生長(zhǎng)繁殖。微生物之所以有如此強(qiáng)的生存和適應(yīng)能力就是岡為其生理活動(dòng)、新陳代謝具有獨(dú)特性。 一、什么是微生物生理學(xué) 微生物生理學(xué)就是研究微生物生理活動(dòng)規(guī)律的學(xué)科，即微生物在實(shí)驗(yàn)室和自然條件下生理活動(dòng)的特點(diǎn)與規(guī)律及它們?yōu)槭裁淳哂羞@些特點(diǎn)與規(guī)律，它是微生物學(xué)的分支學(xué)科之一，其基本任務(wù)是認(rèn)識(shí)微生物細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行的各種過程，以及這些過程與微生物生長(zhǎng)發(fā)育以及環(huán)境之間的關(guān)系，從而有效地控制微生物的生命活動(dòng)使之服務(wù)于人類的需要。 利用微生物制造食品（如醬菜、釀酒等）、改良土壤以及控制微生物的腐敗與致病作用早在古代就受到人們的重視，但只是在1840年庫津(Kutzing)通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)酒變質(zhì)是由一種微生物引起的、1857年巴斯德(Louis Pasteur)了解到發(fā)酵過程的本質(zhì)是由生物引起的化學(xué)過程，從而認(rèn)為“在化學(xué)上不同的發(fā)酵是由生理上不同的生物所引起”以后，才使微生物學(xué)的研究進(jìn)入了一個(gè)新時(shí)期——微生物生理學(xué)時(shí)期。隨著人們對(duì)釀酒、動(dòng)植物病害、人類疾病的防治和土壤微生物活動(dòng)等的研究，微生物生理學(xué)逐漸興盛起來。巴斯德提出了防止酒變質(zhì)的加熱滅菌法，后來被人稱為巴斯德滅菌法，使用這一方法可使新生產(chǎn)的葡萄酒和啤酒長(zhǎng)期保存。隨著研究的深入，巴斯德在1861年又發(fā)現(xiàn)酪酸發(fā)酵可以分為由糖變成乳酸和有乳酸變成酪酸兩個(gè)過程，這兩個(gè)過程都由生物完成，而且還分離到了乳酸菌；巴斯德在研究乙酸發(fā)酵與丁酸發(fā)酵時(shí)，還發(fā)現(xiàn)在厭氧時(shí)可以生成丁酸，從而把發(fā)酵分成有氧發(fā)酵和兼性發(fā)酵兩種類型，并通過實(shí)驗(yàn)確定乳酸發(fā)酵、酒精發(fā)酵和丁酸發(fā)酵分別由不同生理類型的生物引起，從而將生物的形態(tài)與生理活動(dòng)聯(lián)系起來，推動(dòng)了微生物生理學(xué)的發(fā)展。1897年巴克納(Eduard Buchner)在前人工作的基礎(chǔ)上，用石英砂與硅藻土研磨酵母菌細(xì)胞，再用這種新鮮的酵母濾汁進(jìn)行發(fā)酵，可以完成糖發(fā)酵到乙醇，從而認(rèn)識(shí)了酵母菌酒精發(fā)酵的酶促過程，將微生物生命活動(dòng)與酶化學(xué)結(jié)合起來。這樣發(fā)酵過程的研究工作深入到非細(xì)胞水平，為酶學(xué)發(fā)展打下了基礎(chǔ)。 與此同時(shí)，微生物生理活動(dòng)的研究工作也在其他領(lǐng)域廣泛進(jìn)行。梅茲(Maze)等人通過實(shí)驗(yàn)證明污水中的氨可通過微生物作用轉(zhuǎn)變成硝酸鹽，這就是今天所講的硝化作用；隨后俄國學(xué)者維諾格拉斯基用硅膠平板分離到能進(jìn)行自養(yǎng)生活的白養(yǎng)細(xì)菌，從而建立了微生物的白養(yǎng)概念；1866年沃羅寧(Woronin)發(fā)現(xiàn)豆科植物根瘤中有細(xì)菌，1888年貝哲林克(Beijerinck)從根瘤中分離出根瘤細(xì)菌；1894年維諾格拉斯基分離出能固氮的巴氏梭菌，貝哲林克在1901年又分離出好氧固氮菌，從而推動(dòng)了生物固氮的研究；德國的柯赫(Koch)利用固體培養(yǎng)基（明膠、馬鈴薯等）分離到許多細(xì)菌的純培養(yǎng)物，并發(fā)現(xiàn)許多傳染病都是由病原微生物引起的，他*創(chuàng)細(xì)菌的染色方法，他規(guī)定了鑒定病原細(xì)菌的方法和步驟，提出著名的科赫法則，從而推動(dòng)了對(duì)病原微生物生理活動(dòng)的研究；1905年，哈登（Arthur Harden)和奧伊勒歇爾平(Hans von Eulcr-Chclpim)發(fā)現(xiàn)磷酸鹽對(duì)酒精發(fā)酵的作用；1911年，諾伊貝格(Neuburg)開始對(duì)酒精發(fā)酵作系統(tǒng)的研究；20世紀(jì)30年代，0．邁爾霍大(Otto Meyer hof)發(fā)現(xiàn)肌肉中氧消耗和乳酸代謝問題，O.H.瓦爾堡(Otto Heinrich Warburg)發(fā)現(xiàn)了呼吸酶的本質(zhì)和活動(dòng)方式，H. A.克雷布斯(Hans Adolf Krebs)等人對(duì)生物氧化機(jī)制的闡明，推動(dòng)了人們對(duì)微生物代謝的研究。1931年凡尼爾(van Niel)通過財(cái)細(xì)菌光合作用機(jī)制的探討，推動(dòng)了對(duì)光合微生物生理活動(dòng)與光合作用的研究；1929年英國佛萊明(Fleming)發(fā)現(xiàn)青霉素，隨后推動(dòng)了對(duì)青霉菌與青霉素臨床應(yīng)用的研究；1933年，克勒伊沃建立了搖床培養(yǎng)技術(shù)，導(dǎo)致現(xiàn)代化微生物工業(yè)深層培養(yǎng)的生理研究和應(yīng)用。同時(shí)，同位素、電子顯微鏡、超速離心、微量快速生物化學(xué)分析以及生物化學(xué)突變株等技術(shù)的普遍應(yīng)用，也推動(dòng)了微生物生理學(xué)研究的發(fā)展。1949年，瓦克斯曼(Selman Abraham Waksman)在他多年研究土壤微生物所積累資料的基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)了鏈霉素。此后陸續(xù)發(fā)現(xiàn)的新抗生素越來越鄉(xiāng)。這些抗生素除醫(yī)用外，也應(yīng)用于防治動(dòng)植物的病害和食品保藏。加上同位素示蹤原子的應(yīng)用，人們利用微生物進(jìn)行乙醇、丙酮、丁醇、甘油、各種有機(jī)酸、氨基酸、蛋白質(zhì)、油脂、抗生素等的工業(yè)化生產(chǎn)。 微生物種類繁多，生理類型復(fù)雜，就營養(yǎng)和能量轉(zhuǎn)換而論，既有像動(dòng)物那樣異養(yǎng)生活的類群，也有像植物那樣進(jìn)行光合作用的白養(yǎng)類群。另外還有利用化能的自養(yǎng)類群以及與其他生物具有共生或寄生關(guān)系的類群。在碳的同化方而，除一般的代謝類型外，微生物還有許多特殊的代謝途徑，可以產(chǎn)生有機(jī)酸、溶劑、脂肪酸、維生素、多糖等對(duì)人類有用的產(chǎn)物，也叮產(chǎn)生氧化烴、芳香族化合物等，從而清除污染環(huán)境的物質(zhì)。另外，微生物還可產(chǎn)生抗生素、色素、毒素、甾體化合物等次級(jí)代謝產(chǎn)物。氮的利用方面，微生物有能利用有機(jī)氮化合物的類群，也有能利用無機(jī)氮的類群。固氮菌、根瘤菌、藍(lán)細(xì)菌和某些自養(yǎng)菌能夠直接同化大氣中的氮。微生物的能量產(chǎn)生方式因好氧生活、厭氧生活或兼性生活而有所不同。光合細(xì)菌可通過光合磷酸化方式獲得能量，好氧菌可由氧化磷酸化獲得能量，厭氧菌可由底物水平的磷酸化獲得能量。在這些過程中，*終電子受體不是分子氧，而是硝酸鹽、硫酸鹽等。這些都顯示出了微生物具有生理多樣性。 隨著分子生物學(xué)的發(fā)展，微生物生理學(xué)的研究已經(jīng)深入到細(xì)胞中的生物化學(xué)轉(zhuǎn)化、能量的產(chǎn)生和轉(zhuǎn)換；生物大分子的結(jié)構(gòu)與功能；分子水平上的形態(tài)建成、分化及其行為等方面的研究。 因此，微生物生理學(xué)所涵蓋的內(nèi)容較為廣泛，與普通生理學(xué)以及動(dòng)植物生理學(xué)有很大的差異。 現(xiàn)代微生物生理學(xué)所取得的成就是一個(gè)多世紀(jì)以來許許多多生理學(xué)家共同努力的結(jié)果，有些人通過觀察實(shí)驗(yàn)積累了事實(shí)材料，有些人在前人和自己工作的基礎(chǔ)上得到了突破性的進(jìn)展，這些人都為生理學(xué)的發(fā)展做出了自己的貢獻(xiàn)。 二、為什么要研究微生物生理學(xué) 微生物在適宜的環(huán)境中通過營養(yǎng)物質(zhì)的吸收、能量的吸收與消耗、各個(gè)生理活動(dòng)的互相調(diào)節(jié)，以及完成各個(gè)生理活動(dòng)，進(jìn)行蛋白質(zhì)、核酸與多糖等生物大分子合成，并組建成新的細(xì)胞結(jié)構(gòu)、產(chǎn)生新的生命個(gè)體使生命活動(dòng)能夠維持與延續(xù)下去，研究微生物生理學(xué)可以逐步闡明生物大分子物質(zhì)合成的方式、特點(diǎn)與規(guī)律，以及這些生物大分子如何組建成特定的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，從而逐步闡明生命起源這個(gè)基本理論問題。 微生物生活于一定的環(huán)境中，根據(jù)環(huán)境對(duì)微生物生理活動(dòng)影響的特點(diǎn)，可將環(huán)境區(qū)分為適宜、不適宜和有害種類型。在這種環(huán)境的作用下，微生物分別可以通過迅速生長(zhǎng)、生長(zhǎng)受到抑制和導(dǎo)致機(jī)體分化或死亡等形式作出不同反應(yīng)。研究微生物生理學(xué)可以闡明微生物生長(zhǎng)、繁殖、形態(tài)發(fā)生、與細(xì)胞分化的特點(diǎn)與規(guī)律，闡明微生物在極端環(huán)境條件下生存下來的機(jī)理，從而可以有效地對(duì)微生物進(jìn)行控制，同時(shí)從另一個(gè)角度闡明生命的本質(zhì)。 微生物的生理活動(dòng)與人類的關(guān)系極為密切，幾乎涉及人們?nèi)粘Ｉ畹母鱾(gè)領(lǐng)域和國民經(jīng)濟(jì)的許多部門。一方面，可利用微生物及其生理活動(dòng)米生產(chǎn)各種飲料與食品或其他有用品、改良土壤、三廢處理和生物能源開發(fā)等；另一方面，許多病原微生物如結(jié)核桿菌、傷寒桿菌、白喉?xiàng)U菌、葡萄球菌、痢疾桿菌等以及各種致病真菌都可以通過它們的生理活動(dòng)引起人類與動(dòng)植物的各種疾病和病害，小同程度的危害了人們的身心健康和破壞農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)生產(chǎn)；日常生活中發(fā)生的食物腐敗與物質(zhì)霉變、金屬腐蝕等過程無不與微生物的生理活動(dòng)相聯(lián)系。研究微生物生理學(xué)可以了解微生物在一定條件下發(fā)生了什么變化，為什么會(huì)發(fā)生這些變化，以及這些變化如何發(fā)生等問題，這樣可以了解與掌握微生物的有益生理活動(dòng)，杜絕與控制微生物的有害生理活動(dòng)，使微生物能*大限度地造福于人類。 三、微生物生理學(xué)的研究熱點(diǎn) 近年來，微生物生理學(xué)的研究擴(kuò)展到了新的或過去不引人注意的微生物類群和可更新能源方面，這使人們對(duì)分解纖維素微生物和甲烷產(chǎn)生菌的生理進(jìn)行深入的考察，并從化能白養(yǎng)菌的研究擴(kuò)展到利用硫桿菌進(jìn)行微生物浸礦。 另外微生物與其他生物之間的共生、寄生關(guān)系是人們多年來一直注意的領(lǐng)域，尤其是共生固氧的研究已有較大的進(jìn)展。能使石油氧化、農(nóng)藥降解和人工合成的高分子物質(zhì)分解的微生物，也越來越多地成為人們研究的對(duì)象。總之，每一新菌屬和新現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，都將為微生物生理學(xué)研究提供新的對(duì)象，開辟新的領(lǐng)域。 根據(jù)研究的側(cè)重點(diǎn)與方向，目前微生物生理活動(dòng)的研究可歸納為下列三個(gè)方面： (1) 生物化學(xué)方面：由于微生物初級(jí)代謝與能量轉(zhuǎn)換的過程已基本研究清楚，日前與今后的研究主要集中在初級(jí)代謝的調(diào)節(jié)、次級(jí)代謝產(chǎn)物合成途徑與次級(jí)代謝的調(diào)節(jié)、能量轉(zhuǎn)換的基礎(chǔ)；集中研究一些特殊類型生物的生理代謝活動(dòng)，這些特殊類型的微生物有纖維分解菌、共生菌、寄生菌、單細(xì)胞蛋白產(chǎn)生菌等，可以看出這些研究是圍繞著解決糧食、能源與三廢處理等三個(gè)根本問題而進(jìn)行的。 (2) 生物大分子結(jié)構(gòu)與功能的研究：通過研究微生物的核酸與蛋白質(zhì)生物大分子的合成來闡明微生物遺傳信息傳遞與表達(dá)的方式和規(guī)律；研究膜結(jié)構(gòu)與功能，繼續(xù)發(fā)現(xiàn)與研究新的細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能；研究極端環(huán)境條件下微生物抗性與敏感性的機(jī)理及其調(diào)節(jié)，從分子水平上闡明生命的本質(zhì)。 (3) 從分子水平上研究細(xì)胞的重建、形態(tài)發(fā)生、分化過程與趨向性等行為的特點(diǎn)與規(guī)律：重點(diǎn)是研究微生物怎樣由生物大分子組建成一個(gè)完整的有生物活性的細(xì)胞結(jié)構(gòu)；研究微生物形態(tài)發(fā)生與分化的分子機(jī)理；研究微生物的趨向性（趨化性、趨光性、趨磁性）與運(yùn)動(dòng)的本質(zhì)和生命與環(huán)境之間的本質(zhì)聯(lián)系等。 四、如何研究微生物生理學(xué) 微生物生理學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，它是建立在通過觀察和實(shí)驗(yàn)所得到的事實(shí)材料的基礎(chǔ)之上的，觀察是微生物的生命現(xiàn)象如實(shí)的反映、記錄；實(shí)驗(yàn)則是指人為地控制或改變某些條件來考查微生物生命現(xiàn)象的變化，以探求因果關(guān)系，認(rèn)識(shí)生命現(xiàn)象內(nèi)在的活動(dòng)規(guī)律。觀察和實(shí)驗(yàn)往往是密切聯(lián)系的，先觀察某些現(xiàn)象，提出一些問題或設(shè)想；再改變條件觀察現(xiàn)象的變化，以求發(fā)現(xiàn)其內(nèi)在的規(guī)律。生物機(jī)體是復(fù)雜的，各種機(jī)能之間又是相互聯(lián)系、相互影響的，由于生命現(xiàn)象的復(fù)雜性，把實(shí)驗(yàn)方法用于生理學(xué)比用于物理學(xué)、化學(xué)更加困難。在觀察和實(shí)驗(yàn)中要盡量排除假象，取得可靠的事實(shí)材料；在根據(jù)這些事實(shí)材料進(jìn)行推理時(shí)，要多方考慮，嚴(yán)謹(jǐn)慎重，防止得出錯(cuò)誤結(jié)論。 微生物生理學(xué)是一門涉及微生物學(xué)、生物化學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、遺傳學(xué)、分類學(xué)、免疫學(xué)、化學(xué)與物理學(xué)等多門學(xué)科的邊緣學(xué)科。微生物生理學(xué)研究的基本方法涉及上述各學(xué)科。微生物生理學(xué)是從微生物學(xué)分支而發(fā)展的學(xué)科，微生物學(xué)的發(fā)展直接促進(jìn)了微生物生理學(xué)的發(fā)展。微生物學(xué)的純培養(yǎng)、消毒與滅菌、合成培養(yǎng)基與分類鑒定等基本技術(shù)的建立與應(yīng)用，為微生物生理學(xué)的深入發(fā)展提供了可靠的基礎(chǔ)。 微生物的生理活動(dòng)要通過一定的細(xì)胞結(jié)構(gòu)來完成，細(xì)胞生物學(xué)中的染色技術(shù)、顯微與顯微攝影技術(shù)可用來區(qū)別不同的細(xì)胞結(jié)構(gòu)或不同的細(xì)胞物質(zhì)組成，逐步在亞細(xì)胞的水平上闡明微生物細(xì)胞結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)與生理功能，還可以通過連續(xù)攝影技術(shù)將微生物的生活過程拍攝下來，有利于研究微生物的行為等。 研究物質(zhì)在生物體內(nèi)的代謝過程以及代謝過程的相互調(diào)節(jié)是生物化學(xué)研究的主要內(nèi)容之一。微生物生理學(xué)是研究物質(zhì)在微生物里的代謝過程以及微生物如何通過代謝等過程產(chǎn)生新的生命的特點(diǎn)與規(guī)律，生物化學(xué)上常用的細(xì)胞破碎技術(shù)（超聲波破碎細(xì)胞、石英砂研磨破碎細(xì)胞等）、離心技術(shù)（高速離心、差速離心、蔗糖密度梯度離心等）、層析技術(shù)（紙層析、柱層析、分子量排阻層析等）、電泳技術(shù)（紙電泳、凝膠電泳等）和過濾技術(shù)（超濾、微濾、濾膜過濾等）也是用來分離細(xì)胞結(jié)構(gòu)、制備與提純細(xì)胞物質(zhì)的常用方法。另外微量測(cè)量技術(shù)（如瓦勃氏技術(shù)等）也是測(cè)量微生物呼吸與某些酶（如脫羧酶等）活力的常規(guī)方法。 微生物
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