微生物代謝(微生物小知識)
1.微生物小知識
20
世紀以來(lái)，生物化學(xué)和生物物理學(xué)向微生物學(xué)滲透，再加上電子顯微鏡的發(fā)明和同
位素示蹤原子的應用，推動(dòng)了微生物學(xué)向生物化學(xué)階段的發(fā)展。
1897
年德國學(xué)者畢希納發(fā)
現酵母菌的無(wú)細胞提取液能與酵母一樣具有發(fā)酵糖液產(chǎn)生乙醇的作用，
從而認識了酵母菌酒
精發(fā)酵的酶促過(guò)程，將微生物生命活動(dòng)與酶化學(xué)結合起來(lái)。
諾伊貝格等人對酵母菌生理的研究和對酒精發(fā)酵中間產(chǎn)物的分析，
克勒伊沃對微生物代
謝的研究以及他所開(kāi)拓的比較生物化學(xué)的研究方向，
其他許多人以大腸桿菌為材料所進(jìn)行的
一系列基本生理和代謝途徑的研究，都闡明了生物體的代謝規律和控制其代謝的基本原理，
并且在控制微生物代謝的基礎上擴大利用微生物，發(fā)展酶學(xué)，推動(dòng)了生物化學(xué)的發(fā)展。從
20
世紀
30
年代起，人們利用微生物進(jìn)行乙醇、丙酮、丁醇、甘油、各種有機酸、氨基酸、
蛋白質(zhì)、油脂等的工業(yè)化生產(chǎn)。
1929
年，弗萊明發(fā)現青霉菌能抑制葡萄球菌的生長(cháng)，揭示了微生物間的拮抗關(guān)系，并
發(fā)現了青霉素。
1949
年，瓦克斯曼在他多年研究土壤微生物所積累資料的基礎上，發(fā)現了
鏈霉素。
此后陸續發(fā)現的新抗生素越來(lái)越多。
這些抗生素除醫用外，
也應用于防治動(dòng)植物的
病害和食品保藏。
1941
年，比德?tīng)柡退啬酚?/p>
X
射線(xiàn)和紫外線(xiàn)照射鏈孢霉，使其產(chǎn)生變異，獲得營(yíng)養缺
陷型。
他們對營(yíng)養缺陷型的研究不僅可以進(jìn)一步了解基因的作用和本質(zhì)，
而且為分子遺傳學(xué)
打下了基礎。
1944
年，埃弗里第一次證實(shí)了引起肺炎球菌形成莢膜遺傳性狀轉化的物質(zhì)是
脫氧核糖核酸
(DNA)
1953
年，沃森和克里克提出了
DNA
分子的雙螺旋結構模型和核酸半
保留復制學(xué)說(shuō)。
富蘭克爾
-
康拉特等通過(guò)煙草花葉病毒重組試驗，證明核糖核酸
(RNA)
是遺傳信息的載
體，為奠定分子生物學(xué)基礎起了重要作用。其后，又相繼發(fā)現轉運核糖核酸
(tRNA)
的作用機
制、
基因三聯(lián)密碼的論說(shuō)、
病毒的細微結構和感染增殖過(guò)程、
生物固氮機制等微生物學(xué)中的
重要理論，展示了微生物學(xué)廣闊的應用前景。
1957
年，科恩伯格等成功地進(jìn)行了
DNA
的體外組合和操縱。近年來(lái)，原核微生物基因
重組的研究不斷獲得進(jìn)展，
胰島素已用基因轉移的大腸桿菌發(fā)酵生產(chǎn)，
干擾素也已開(kāi)始用細
菌生產(chǎn)。現代微生物學(xué)的研究將繼續向分子水平深入，向生產(chǎn)的深度和廣度發(fā)展。
在微生物學(xué)的發(fā)展過(guò)程中，
按照研究?jì)热莺湍康牡牟煌?/p>
相繼建立了許多分支學(xué)科：
研
究微生物基本性狀的有關(guān)基礎理論的有微生物形態(tài)學(xué)、
微生物分類(lèi)學(xué)、
微生物生理學(xué)、
微生
物遺傳學(xué)和微生物生態(tài)學(xué)；
研究微生物各個(gè)類(lèi)群的有細菌學(xué)、
真菌學(xué)、
藻類(lèi)學(xué)、
原生動(dòng)物學(xué)、
病毒學(xué)等；
研究在實(shí)踐中應用微生物的有醫學(xué)微生物學(xué)、
工業(yè)微生物學(xué)、
農業(yè)微生物學(xué)、
食
品微生物學(xué)、乳品微生物學(xué)、石油微生物學(xué)、土壤微生物學(xué)、水的微生物學(xué)飼料微生物學(xué)、
環(huán)境微生物學(xué)、免疫學(xué)等。
由于微生物學(xué)各分支學(xué)科的相互配合、
互相促進(jìn)，
以及與生物化學(xué)、
生物物理學(xué)、
分子
生物學(xué)等學(xué)科的相互滲透，使其在基礎理論研究和實(shí)際應用兩方面都有了迅速的發(fā)展
2.微生物知識
微生物是指一切肉眼看不到或看不清楚，因而需要借助顯微鏡觀(guān)察的微小生物。
微生物包括原核微生物（如細菌）、真核微生物（如真菌、藻類(lèi)和原蟲(chóng)）和無(wú)細胞生物（如病毒）三類(lèi)。主要特性 微生物最大的特點(diǎn)，不但在於體積微小，而且在結構上亦相當簡(jiǎn)單。
由於微生物體積極之微小，故相對面積較大，物質(zhì)吸收快，轉化快。微生物在生長(cháng)與繁殖上亦是很迅速的，而且適應性強。
從寒冷的冰川到極酷熱的溫泉，從極高的山頂到極深的海底，微生物都能夠生存。由於微生物適應性強，又容易在較短時(shí)間內積聚非常多的個(gè)體（例如10^10個(gè)/毫升的數量級），因此容易篩選并分離到突變株。
容易得到微生物突變株的性質(zhì)，給人類(lèi)利用與開(kāi)發(fā)微生物帶來(lái)廣闊契機，但也是導致抗藥性的內在原因。微生物的代謝 微生物的代謝指微生物（細胞）內發(fā)生的全部化學(xué)反應。
微生物的代謝異常旺盛，這是由於微生物的表面積與體積比很大（約是同等重量的成年人的30萬(wàn)倍），使它們能夠迅速與外界環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)交換。代謝產(chǎn)物 微生物在代謝過(guò)程中，會(huì )產(chǎn)生多種代謝產(chǎn)物。
根據代謝產(chǎn)物與微生物生長(cháng)繁殖的關(guān)系，可以分為初級代謝產(chǎn)物和次級代謝產(chǎn)物兩類(lèi)。 初級代謝產(chǎn)物是指微生物通過(guò)代謝活動(dòng)產(chǎn)生的、自身生長(cháng)和繁殖所必須的物質(zhì)，如胺基酸、核苷酸、多糖、脂質(zhì)、維生素等。
在不同種類(lèi)的微生物細胞中，初級代謝產(chǎn)物的種類(lèi)基本相同。 次級代謝產(chǎn)物是指微生物生長(cháng)到一定階段才產(chǎn)生的化學(xué)結構十分復雜，對該微生物無(wú)明顯生理功能，或并非是微生物生長(cháng)和繁殖所必須的物質(zhì)，如抗生素、毒素、激素、色素等。
不同種類(lèi)的微生物所產(chǎn)生的次級代謝產(chǎn)物不相同，它們可能積累在細胞內，也可能排到外環(huán)境中。代謝的調節 微生物在長(cháng)期的進(jìn)化過(guò)程中，形成了一整套完善的代謝調節系統，以保證證代謝活動(dòng)經(jīng)濟而高效地進(jìn)行。
微生物的代謝調節主要有兩種方式：酶合成的調節和酶活性的調節。 另外人工控制微生物代謝的措施包括改變微生物遺傳特徵，控制生產(chǎn)過(guò)程中的各種條件等。
主要分類(lèi) 微生物主要分為以下幾類(lèi)：（參見(jiàn)生物分類(lèi)總表） 原核微生物 細菌（Bacteria） 古菌（Archaea） 真核微生物 真菌（Fungi） 原生生物（protozoan） 藻類(lèi)（algae） 無(wú)細胞生物 病毒（virus） 類(lèi)病毒（virusoid） 擬病毒（viroid） 朊毒體（亦稱(chēng)普里昂蛋白、蛋白質(zhì)質(zhì)感染性顆粒）（prion） [編輯] 微生物在自然界的存在 微生物在自然界中廣泛存在，數目巨大。下表為一些生態(tài)環(huán)境中微生物細胞數目的估計： 密度 全球總數 海水 108~109 L-1 約1029 海洋沉積物 109 g-1 約3*1029 動(dòng)物消化道 1011 g-1 約1025 地表或海底下深處 102~108 約1030 原核生物共構成全球生物量的25~50%。
[編輯] 微生物的作用 微生物與人類(lèi)的生產(chǎn)、生活和生存息息相關(guān)。有很多食品（如醬油、醋、味精、酒、酸奶、乳酪、蘑菇）、工業(yè)品（如皮革、紡織、石化）、藥品（如抗生素、疫苗、維生素、生態(tài)農藥）是依賴(lài)於微生物制造的；微生物在礦產(chǎn)探測與開(kāi)采、廢物處理（如水凈化、沼氣發(fā)酵）等各種領(lǐng)域中也發(fā)揮重要作用。
微生物是自然界唯一認知的固氮者（如大豆根瘤菌）與動(dòng)植物殘體降解者（如纖維素的降解），同時(shí)位於常見(jiàn)生物鏈的首末兩端，從而完成碳、氮、硫、磷等生物質(zhì)在大循環(huán)中的銜接。若沒(méi)有微生物，眾多生物就失去必需的營(yíng)養來(lái)源、植物的纖維質(zhì)殘體就無(wú)法分解而無(wú)限堆積，就沒(méi)有自然界當前的繁榮與秩序或人類(lèi)的產(chǎn)生與維續。
此外，微生物對地球上氣候的變化也起著(zhù)重要作用。許多微生物直接參與了溫室氣體的排放或者吸收，而也有很多微生物可以成為未來(lái)的生物燃料[1]。
[編輯] 微生物與人類(lèi)健康 微生物與人類(lèi)健康密切相關(guān)。多數微生物對人體是無(wú)害的。
實(shí)際上，人體的外表面（如皮膚）和內表面（如腸道）生活著(zhù)很多正常、有益的菌群。它們占據這些表面并產(chǎn)生天然的抗生素，抑制有害菌的著(zhù)落與生長(cháng)；它們也協(xié)助吸收或親自制造一些人體必需的營(yíng)養物質(zhì)，如維生素和胺基酸。
這些菌群的失調（如抗生素濫用）可以導致感染發(fā)生或營(yíng)養缺失。然而另一方面，人類(lèi)與動(dòng)植物的疾病也有很多是由微生物引起，這些微生物叫做病原微生物（pathogenic microorganism）或病原（pathogen）。
重要的人類(lèi)致病微生物列于下表中。主要的人類(lèi)致病微生物 疾病名稱(chēng) 致病原 全球感染（攜帶者）人數 每年新發(fā)病例數 每年死亡人數 結核 結核分枝桿菌 ~20億人（全球三分之一人口） 881萬(wàn)例 （2003 [1]） 175萬(wàn)人 （2003 [2]） 愛(ài)滋病 人類(lèi)免疫缺陷病毒 4200萬(wàn)人 550萬(wàn)例 310萬(wàn)人 痢疾 志賀氏菌、痢疾桿菌、大腸埃希氏桿菌等 27億例 190萬(wàn)人 瘧疾 瘧原蟲(chóng) 3-5億例 100萬(wàn)人 B型肝炎 B型肝炎病毒 1000-3000萬(wàn)例 100萬(wàn)人 麻疹 麻疹病毒 3000萬(wàn)例 90萬(wàn)人 登革熱 登革病毒 2000萬(wàn)例 2萬(wàn)4千人 流感 流感病毒 幾乎全部人口 300-500萬(wàn)例 25萬(wàn)人 黃熱病 黃熱病毒 20萬(wàn)例 3萬(wàn)人 其他經(jīng)常聽(tīng)說(shuō)的致病微生物還有：流行已經(jīng)完全得到控制或消滅的天花病毒（引起天花）和脊髓灰質(zhì)炎病毒（導致小兒麻痹癥）；引起炭疽病的炭疽桿菌；以及近年來(lái)顯現的薩斯冠狀病毒（引起嚴重急性呼吸道癥候群，又名薩斯、也俗稱(chēng)非典型肺炎。
3.食品微生物——代謝
是相對于初級代謝而提出的一個(gè)概念。一般是指微生物在一定的生長(cháng)時(shí)期，以初級代謝產(chǎn)物為前體物質(zhì)？
化能自養型細菌：氫的氧化；硫的氧化、乙酸、H2和CO2等多種代謝產(chǎn)物，由于代謝產(chǎn)物中含有多種有機酸。
光能自養型細菌。
次級代謝只存在于某些生物（如植物和某些微生物）中，逐出電子被氧化；氨的氧化；鐵的氧化。它是一類(lèi)普遍存在于各類(lèi)生物中的一種基本代謝類(lèi)型，釋放出的電子在由電子載體組成的傳遞鏈中傳遞，故將其稱(chēng)為混合酸發(fā)酵
(5)氧化磷酸化：電子傳遞和ATP形成相偶聯(lián)的機制
(6)P/.簡(jiǎn)答題，并且代謝途徑和代謝產(chǎn)物因生物不同而不同，就是同種生物也會(huì )由于培養條件不同而產(chǎn)生不同的次級代謝產(chǎn)物。
次級代謝不像初級代謝那樣有明確的生理功能。一般在對數生長(cháng)后期或穩定期進(jìn)行，會(huì )受到環(huán)境條件的影響，并伴隨著(zhù)ATP的產(chǎn)生
(10)底物水平磷酸化；O比：一對電子通過(guò)呼吸鏈傳遞至氧所產(chǎn)生的ATP分子數。
(7)次級代謝：微生物從外界吸收各種營(yíng)養物質(zhì)，使其生成ATP（或GTP）
(11)有氧呼吸 以分子氧作為最終電子受體
(12)無(wú)氧呼吸 以氧以外的外源氧化型化合物作為最終電子受體
三，而是交給電子傳遞系統，逐步釋放出能量后再交給最終的電子受體一. 名詞解釋?zhuān)?/p>
(1)分解代謝：指細胞將復雜的大分子物質(zhì)（營(yíng)養物質(zhì)或細胞物質(zhì)）降解成小分子物質(zhì)，并在這個(gè)過(guò)程中產(chǎn)生能量。
(2)合成代謝：指細胞利用簡(jiǎn)單的小分子物質(zhì)（分解代謝的中間產(chǎn)物或環(huán)境中的小分子營(yíng)養物質(zhì)）合成復雜大分子過(guò)程，在這個(gè)過(guò)程中要消耗能量。
(3)生物氧化：是發(fā)生在活細胞內的一系列產(chǎn)能性的氧化反應的總和。
(4)混合酸發(fā)酵 ： 埃希氏菌、沙門(mén)氏菌、志賀氏菌屬的一些菌通過(guò)EMP途徑將葡萄糖轉變成琥珀酸、乳酸、代謝途徑和初級代謝產(chǎn)物在各類(lèi)生物中基本相同，生成維持生命活動(dòng)所需要的物質(zhì)和能量的過(guò)程。這一過(guò)程的產(chǎn)物
(8)初級代謝，通過(guò)分解代謝和合成代謝：
(1)自然界中的微生物在不同的生活環(huán)境中可通過(guò)哪些方式產(chǎn)生自身生長(cháng) 所需要的能量 。
(3)試 述 初 級 代 謝 和 次 級 代 謝 與 微 生 物 生 長(cháng) 的 關(guān) 系。
次級代謝以初級代謝產(chǎn)物為前體物質(zhì)進(jìn)行的，
初級代謝系統、甲酸、乙醇；還原力。催化次級代謝的酶專(zhuān)一性不高。
根本區別：電子載體不是將電子直接傳遞給葡萄糖分子降解的中間產(chǎn)物，葉綠素分子吸收光量子被激活：物質(zhì)在生物氧化過(guò)程中常能生成一些含高能磷酸鍵的化合物，這些化合物可以通過(guò)相應的酶作用把高能鍵磷酸根轉移給ADP（或GDP）。
(2)比較呼吸作用與發(fā)酵作用的主要區別。次級代謝產(chǎn)物的合成因菌株不同而異，與分類(lèi)地位無(wú)關(guān)。
(5)合成代謝需要哪些要素？
能量；小分子前體物質(zhì)，合成一些對微生物的生命活動(dòng)無(wú)明確功能的物質(zhì)的過(guò)程。這一過(guò)程的產(chǎn)物
(9)光合磷酸化： 在光能轉變?yōu)榛瘜W(xué)能的過(guò)程中
4.各種微生物的代謝方式
一、依據新陳代謝同化作用方式來(lái)分，少數是自養型，多數是異養型 1.自養型細菌可分為光能合成細菌和化能合成細菌。
光能合成細菌是指能利用光能合成有機物的細菌，已知有綠硫細菌、紅硫細菌等。這些細菌的菌體內含有類(lèi)似于綠色植物體內葉綠素那樣的光合色素，這種光合色素叫做細菌葉綠素。
有的光合細菌還含有大量的類(lèi)胡蘿卜素，從而使菌體呈現出紅色。細菌光合作用是在無(wú)氧條件下，以硫化氫等無(wú)機物作為二氧化碳的還原劑，同時(shí)析出硫，但不產(chǎn)生氧氣的反應. 化能合成細菌能夠利用體外環(huán)境中的某些無(wú)機物氧化時(shí)所釋放的能量，以環(huán)境中的二氧化碳為碳的來(lái)源，來(lái)合成有機物，并且儲存能量。
例如硝化細菌能將土壤中的氨（NH3）氧化成亞硝酸（HNO2）或硝酸（HNO3），硫細菌能把硫化物（如H2S）氧化成硫酸鹽，鐵細菌能夠將硫酸亞鐵氧化成硫酸鐵。其中硝化細菌合成有機物的過(guò)程可表示為： 2.異養型細菌中分布最廣的是腐生細菌，它們從動(dòng)植物遺體或動(dòng)物排泄物中獲取有機物，使之分解成簡(jiǎn)單的小分子物質(zhì)，對自然界中碳等元素的循環(huán)有重要的作用。
異養型細菌中還有營(yíng)寄生生活的細菌。許多寄生細菌能破壞寄主的細胞和組織，或它們的代謝產(chǎn)物對寄主有毒害作用，如白喉桿菌、肺結核桿菌、破傷風(fēng)桿菌、霍亂弧菌等。
寄生細菌中能引起寄主發(fā)病的又叫病原菌。 二、依據新陳代謝異化作用方式來(lái)分，可分為需氧型（好氧細菌）和厭氧型（厭氧細菌） 需氧型細菌是在有氧條件下生活的一類(lèi)細菌，包括硝化細菌、枯草桿菌、黃色短桿菌、谷氨酸棒狀桿菌等。
一般在空氣中正常生活的絕大多數細菌都是需氧型細菌。而某些腐生細菌、深層土壤細菌、破傷風(fēng)桿菌、乳酸菌等少數細菌只有在無(wú)氧條件下才能生活，是厭氧型細菌。
5.微生物復習
第五章 微生物的生長(cháng)繁殖及其控制重點(diǎn)：細菌生長(cháng)曲線(xiàn)的定義、各時(shí)期的特點(diǎn)、應用及生產(chǎn)指導意義。
控制微生物生長(cháng)繁殖及控制微生物生長(cháng)的條件及原理。微生物在適宜的環(huán)境條件下，不斷地吸收營(yíng)養物質(zhì)，并按照自己的代謝方式進(jìn)行代謝活動(dòng)，如果同化作用大于異化作用，則細胞質(zhì)的量不斷增加，體積得以加大，于是表現為生長(cháng)。
簡(jiǎn)單地說(shuō)，生長(cháng)就是有機體的細胞組分（constituent）與結構在量方面的增加。單細胞微生物如細菌，生長(cháng)往往伴隨著(zhù)細胞數目的增加。
當細胞增長(cháng)到一定程度時(shí)，就以二分裂方式，形式兩個(gè)基本相的子細胞，子細胞又重復以上過(guò)程。在單細胞微生物中，由于細胞分裂而引起的個(gè)體數目的增加，稱(chēng)為繁殖。
在多細胞微生物中，如某些霉菌，細胞數目的增加如不伴隨著(zhù)個(gè)體數目的增加，只能叫生長(cháng)，不能叫繁殖。例如菌絲細胞的不斷延長(cháng)或分裂產(chǎn)生同類(lèi)細胞均屬生長(cháng)，只有通過(guò)形成無(wú)性孢子或有性孢子使得個(gè)體數目增加的過(guò)程才叫做繁殖。
在一般情況下，當環(huán)境條件適合，生長(cháng)與繁殖始終是交替進(jìn)行的。從生長(cháng)到繁殖是一個(gè)由量變到質(zhì)變的過(guò)程，這個(gè)過(guò)程就是發(fā)育。
微生物處于一定的物理、化學(xué)條件下，生長(cháng)、發(fā)育正常，繁殖速率也高；如果某一或某些環(huán)境條件發(fā)生改變，并超出了生物可以適應的范圍時(shí)，就會(huì )對機體產(chǎn)生抑制乃至殺滅作用。第一節細菌純培養的群體生長(cháng)規律大多數細菌的繁殖速度都很快。
大腸桿菌的適宜條件下，每20分鐘左右便可分裂一次，如果始終保持這樣的繁殖速度，一個(gè)細菌48個(gè)小時(shí)內，其子代總重量可達2.2*10 31克，這是一個(gè)巨大的數字。然而，實(shí)際情況是不可能的。
那么，細菌的群體生長(cháng)規律到底怎樣呢？ 一、細菌純培養的群體生長(cháng)規律（詳細講解，讓學(xué)生理解并掌握）將少量單細胞純培養接種到一恒定容積的新鮮液體培養基中，在適宜的條件下培養，定時(shí)取樣測定細菌含量，可以看到以下現象：開(kāi)始有一短暫時(shí)間，細菌數量并不增加，隨之細菌數目增加很快，繼而細菌數又趨穩定，最后逐漸下降。如果以培養時(shí)間為橫坐標，以細菌數目的對數或生長(cháng)速度為縱坐標作圖，可以得到如圖6-6的曲線(xiàn)，稱(chēng)為繁殖曲線(xiàn)，對單細胞微生物而言，雖然生長(cháng)和繁殖是兩個(gè)不同的概念，但由于在測定方法上，多以細菌數增加（即繁殖）作為生長(cháng)指標，它們的繁殖也可視為群體的生長(cháng)，所以，繁新的適宜的環(huán)境中生長(cháng)繁殖直至衰老死亡全過(guò)程的動(dòng)態(tài)變化。
根據細菌生長(cháng)繁殖速率的不同，可將生長(cháng)曲線(xiàn)大致分為延遲期、對數期、調整期或滯留適應期。 （一）延遲期 處于延遲期細菌細胞的特點(diǎn)可概括為8個(gè)字：分裂遲緩、代謝活躍。
細胞體積增長(cháng)較快，尤其是長(cháng)軸，例如巨大芽孢桿菌，在延遲期末，細胞平均長(cháng)度比剛接種時(shí)大6倍以上；細胞中RNA含量增高，原生質(zhì)嗜堿性加強；對不良環(huán)境條件較敏感，對氧的吸收、二氧化碳的釋放以及脫氨作用也很強，同時(shí)容易產(chǎn)生各種誘導酶等。這些都說(shuō)明細胞處于活躍生長(cháng)中，只是細胞分裂延遲。
在此階段后期，少數細胞開(kāi)始分裂，曲線(xiàn)略有上升。 延遲期出現的原因，可能是為了調整代謝。
當細胞接種到新的環(huán)境（如從固體培養接種至液體培養基）后，需要重新合成必需量的酶、輔酶或某些中間代謝產(chǎn)物，以適應新的環(huán)境。 延遲期的長(cháng)短與菌種的遺傳性、菌齡以及移種前后所處的環(huán)境條件等因素有關(guān)，短的只需幾分鐘，長(cháng)的可達幾小時(shí)。
因此，深入了解延遲期產(chǎn)生的原因，采取縮短延遲期的措施，在發(fā)酵工業(yè)上具有十分重要的意義。在生產(chǎn)實(shí)踐中，通常采取的措施有增加接種量，在種子培養中加入發(fā)酵培養基的某些營(yíng)養成分，采用最適種齡（即處于對數期的菌種）的健壯菌種接種以及選用繁殖快的菌種等措施，以縮短延遲期，加速發(fā)酵周期，提高設備利用率。
在延遲期末，每個(gè)細胞已開(kāi)始分裂，但并非所有的機體都同時(shí)結束這一時(shí)期，所以細菌數逐漸增加，曲線(xiàn)稍有上升，直至這一階段結束，進(jìn)入下一階段。（二） 對數期（log phase） 對數期又稱(chēng)指數期（exponential phase）。
在此期中，細胞代謝活性最強，組成新細胞物質(zhì)最快，所有分裂形成的新細胞都生活旺盛。這一階段的突出特點(diǎn)是細菌數以幾何級數增加，代時(shí)穩定，細菌數目的增加與原生質(zhì)總量的增加，與菌液混濁度的增加均呈正相關(guān)性。
這時(shí)，細菌純培養的生長(cháng)速率也就是群體生長(cháng)的速率，可用代時(shí)（generation time）表示。所謂代時(shí)，即單個(gè)細胞完成一次分裂所需的時(shí)間，亦即增加一代所需的時(shí)間（也叫增代時(shí)間或世代時(shí)間）。
在此階段，由于代時(shí)穩定，因此，只要知道了對數期中任何兩個(gè)時(shí)間的菌數，就可求出細菌的代時(shí)。 不同的細菌，其對數期的代時(shí)不同，同一種細菌，由于培養基組成和物理條件的影響，如培養溫度、培養基pH、營(yíng)養物的性質(zhì)等，代時(shí)也不相同。
但是，在一定條件下，各種菌的代時(shí)又是相對穩定的，多數種為20-30分鐘，有的長(cháng)達33小時(shí)，而有的繁殖極快，增代時(shí)間只9.8分左右。表6-4示不同細菌的代時(shí)。
處于對數期的微生物，其個(gè)體形態(tài)、化學(xué)組成和生理特性等均較一致，代謝旺盛，生長(cháng)迅速，代時(shí)穩定，所以是研究基本代謝的良好材料，也是發(fā)酵生產(chǎn)的良好種子，如果用作菌種，往。
6.高中課本涉及到的微生物的代謝類(lèi)型
一、常現生物：
1.細菌：原核類(lèi)：具細胞結構，但細胞內無(wú)核膜和核仁的分化，也無(wú)復雜的細胞器，包括：細菌（桿狀、球狀、螺旋狀）、放線(xiàn)菌、藍細菌、支原體、衣原體、立克次氏體、螺旋體。
①細菌：三冊書(shū)中所涉及的所有細菌的種類(lèi)：
乳酸菌、硝化細菌（代謝類(lèi)型）；
肺炎雙球菌S型、R型（遺傳的物質(zhì)基礎）；
結核桿菌和麻風(fēng)桿菌（胞內寄生菌）；
根瘤菌、圓褐固氮菌（固氮菌）；
大腸桿菌、枯草桿菌、土壤農桿菌（為基因工程提供運載體，也可作為基因工程的受體細胞）；
蘇云金芽孢桿菌（為抗蟲(chóng)棉提供抗蟲(chóng)基因）；
假單孢桿菌（分解石油的超級細菌）；
甲基營(yíng)養細菌、谷氨酸棒狀桿菌、黃色短桿菌（微生物的代謝）；
鏈球菌（一般厭氧型）；
產(chǎn)甲烷桿菌（嚴格厭氧型）等
②放線(xiàn)菌：是主要的抗生素產(chǎn)生菌。它們產(chǎn)生鏈霉素、慶大霉素、紅霉素、四環(huán)素、環(huán)絲氨酸、多氧霉素、環(huán)已酰胺、氯霉素和磷霉素等種類(lèi)繁多的抗生素（85%）。繁殖方式為分生孢子繁殖。
③衣原體：砂眼衣原體。
2.病毒：病毒類(lèi)：無(wú)細胞結構，主要由蛋白質(zhì)和核酸組成，包括病毒和亞病毒（類(lèi)病毒、擬病毒、朊病毒）① 動(dòng)物病毒：RNA類(lèi)（脊髓灰質(zhì)炎病毒、狂犬病毒、麻疹病毒、腮腺炎病毒、流感病毒、艾滋病病毒、口蹄疫病毒、腦膜炎病毒、SARS病毒）
DNA類(lèi)（痘病毒、腺病毒、皰疹病毒、虹彩病毒、乙肝病毒）
②植物病毒：RNA類(lèi)（煙草花葉病毒、馬鈴薯X病毒、黃瓜花葉病毒、大麥黃化病毒等）
③微生物病毒：噬菌體。
3.真核類(lèi)：具有復雜的細胞器和成形的細胞核，包括：酵母菌、霉菌（絲狀真菌）、蕈菌（大型真菌）等真菌及單細胞藻類(lèi)、原生動(dòng)物（大草履蟲(chóng)、小草履蟲(chóng)、變形蟲(chóng)、間日瘧原蟲(chóng)等）等真核微生物。
① 霉菌：可用于發(fā)酵上工業(yè)，廣泛的用于生產(chǎn)酒精、檸檬酸、甘油、酶制劑（如蛋白酶、淀粉酶、纖維素酶等）、固醇、維生素等。在農業(yè)上可用于飼料發(fā)酵、生產(chǎn)植物生長(cháng)素（如赤酶霉素）、殺蟲(chóng)農藥（如白僵菌劑）、除草劑等。危害如可使食物霉變、產(chǎn)生毒素（如黃曲霉毒素具致癌作用、鐮孢菌毒素可能與克山病有關(guān)）。常見(jiàn)霉菌主要有毛霉、根霉、曲霉、青霉、赤霉菌、白僵菌、脈胞菌、木霉等。
4.微生物代謝類(lèi)型：
① 光能自養：光合細菌、藍細菌（水作為氫供體）紫硫細菌、綠硫細菌（H2S作為氫供體，嚴格厭氧）2H2S+CO2 [CH2O]+H2O+2S
② 光能異養：以光為能源，以有機物（甲酸、乙酸、丁酸、甲醇、異丙醇、丙酮酸、和乳酸）為碳源與氫供體營(yíng)光合生長(cháng)。陽(yáng)光細菌利用丙酮酸與乳酸用為唯一碳源光合生長(cháng)。
③ 化能自養：硫細菌、鐵細菌、氫細菌、硝化細菌、產(chǎn)甲烷菌（厭氧化能自養細菌）CO2+4H2 CH4+2H2O
④ 化能異養：寄生、腐生細菌。
⑤ 好氧細菌：硝化細菌、谷氨酸棒狀桿菌、黃色短桿菌等
⑥ 厭氧細菌：乳酸菌、破傷風(fēng)桿菌等
⑦ 中間類(lèi)型：紅螺菌（光能自養、化能異養、厭氧[兼性光能營(yíng)養型]）、氫單胞菌（化能自養、化能異養[兼性自養]）、酵母菌（需氧、厭氧[兼性厭氧型]）
⑧ 固氮細菌：共生固氮微生物（根瘤菌等）、自生固氮微生物（圓褐固氮菌）
