㈠ 微生物的營養物質的六大要素是什麼
微生物的營養要素:碳源.氮源.能源.生長因子.無機鹽.水.
(一)碳源
定義:凡能提供微生物營養所需碳元素的營養源.
微生物碳源譜:
碳源(carbon source):有機碳源:澱粉.葡萄糖等,無機碳源:Na2CO3 等.葡萄糖.乳糖的二次生長.
對異養微生物而言:碳源同時也是能源
(二)氮源物質
定義:凡能提供微生物營養所需氮元素的營養源.
功能:氮源.一般不作能源.
微生物氮源譜:
速效氮源和遲效氮源
生理鹼性.酸性.中性鹽
氮源(nitrogen source):有機氮源:蛋白腖.黃豆粉.玉米漿,無機氮源:NH4NO3.(NH4)2SO4,速效氮源.遲效氮源.
從微生物所能利用的能源來看.有一個明顯的界限.
氨基酸自養型生物:
不需要氨基酸作為氮源.它們能吧非氨基酸類的簡單氮源(如尿素.銨鹽.硝酸鹽和氮氣)自行合成所需要的一切氨基酸.含所有的動物和大量的異養微生物.
氨基酸異養型生物:
需要從外界吸收現成的氨基酸做氮源的微生物.含所有的綠色植物和多的種微生物.
(三)能源 (energy source)
定義:能為微生物的生命獲得提供最初能量來源的化學物質或輻射能.
化學能:有機物:化能異養微生物的能源
無機物:化能自養微生物的能源
異養微生物的碳源同時也是能源
能源譜
化學物質
輻射能:光能自養和光能異養微生物的能源
功能
單功能:輻射能
雙功能:還原態無機養料.如NH4+既是硝酸細菌的能源.又是氮源
三功能:N · C · H · O類營養物質常是異養微生物的能源.碳源兼氮源
(四)生長因子(growth factor)
一類對微生物正常代謝必不可少且又不能從簡單的碳.氮源自行合成的所需極微量的有機物.
種類:維生素.氨基酸.核苷酸.葉酸等
作用:輔酶或酶活化所需
培養基中生長因子來源:酵母膏.玉米漿.麥芽汁等(復合維生素).
(五)無機鹽
所需濃度在10-3-10-4M的元素為大量元素
所需濃度在10-6-10-8M為微量元素.
主要功能:構成菌體成分,酶活性基組成或維持酶活性,調節滲透壓.pH .Eh,化能自養微生物能源等.
無機鹽:提供礦物元素和微量元素.
(六)水
存在狀態:游離態(溶媒)和結合態(結構組成)
生理作用:組成成分,反應介質,物質運輸媒體,熱的良導體.
水是良好的溶劑,生化反應在水中進行,水的比熱大.
㈡ 微生物的基礎知識歸納
一、微生物的定義
形體微小，肉眼看不到或很難看清它的個體的生物，只有通過光學或電子顯微鏡，放大百倍或幾十萬倍才能看清。人們稱這些微小的生物為微生物微生物的一般特性
1、個體微小，結構簡單
2、分布廣、種類多
3、繁殖塊
4、易於變異
5、易於培養
二、細菌
1、細菌形態
球狀
單球菌、雙球菌、鏈球菌、四疊球菌、八疊球菌、葡萄球菌
桿狀
長桿菌、短桿菌、球桿菌、棒狀桿菌
螺旋狀
弧菌、螺旋菌
2.細菌的結構
基本結構
細胞壁、細胞膜、細胞質、細胞核
特殊結構
芽孢、莢膜、鞭毛、纖毛
細胞壁：細胞最外層。起維持菌體固有的外形、屏障、耐受壓力的作用。
化學成分主要由粘肽(共有的)、蛋白質、脂類等組成
細胞膜：選擇性滲透細菌體內外物質的交換，維持新陳代謝、參與呼吸作用。化學成分基本相同，由磷脂質、蛋白質、碳水化合物組成。
細胞漿(質)：是細胞膜包圍著的部分，是細菌的基礎物質、內在環境，是細菌合成蛋白質、核酸的場所。基礎成分是水、蛋白質、核酸、脂類
細胞核：位於細胞漿內，控制著細胞新陳代謝、生長繁殖、細菌的遺傳變異信息。 莢膜：某些在細胞壁外包一層粘性物質，相對穩定的附於細胞壁外。具有保護、能源供應的作用。化學組成主要是多糖或多肽類。
鞭毛：菌體內長出的細長絲狀物 細菌的運動器官。化學成分主要是蛋白質，少量糖類、脂類。
纖毛：比鞭毛更細、短、直、硬，數量更多的毛發狀細物。功能：獲得營養，由蛋白質亞單位組成。
芽孢：某些細菌在生活的一定階段，能在體內形成一個特殊的休眠體。
殺滅芽孢條件：121℃ 、20分鍾，160℃ 、2小時。
判斷滅菌是否徹底，一般以芽孢是否被殺滅作為標准。
3.微生物生長周期
1、滯留適應期(延遲期)2、對數生長期3、穩定期(最高生長期)4、衰亡期
三、酵母菌的特徵
1.形態結構：大部分為單細胞，有典型的細胞結構(壁、膜、質、核)。基本形態有卵圓形、球形、橢圓形。菌體無鞭毛，不能游動。
2.繁殖方式：有性繁殖和無性繁殖。其中芽殖是主要的繁殖方式，一般9-10個/代。
3.菌落特徵：菌落比細菌菌落大而厚，在固體培養基上呈乳白色，少數為紅色濕潤、粘性、易被挑起。
四、黴菌的特徵
形態結構：大部分為多細胞微生物。細胞由細胞壁、膜、質、核組成。
黴菌由菌絲和孢子構成。菌絲：有兩部分，營養菌絲 、氣生菌絲
2.繁殖方式：孢子是黴菌的主要繁殖器官。分為有性孢子和無性孢子(為主)兩種。
3.菌落特徵：菌絲擴散生長、粗而長，形成的菌落比較疏鬆，呈絨毛狀，絮狀，蜘蛛網狀，菌落比較大。
五、微生物的生長條件
1、水分2、溫度3、酸鹼度4、氣體 5、營養 水分
1、aw<0.9，大部分細菌生長受到抑制。
2、不同種類微生物對乾燥的抵抗力不同：革蘭氏陽性菌抵抗力大於陰性菌，球菌大於桿菌黴菌、酵母菌的孢子和具有芽孢的細菌抵抗力強
3、不同環境對乾燥的抵抗力不同：糖、澱粉、蛋白質等物質存在時，抵抗力強。溫度越低，抵抗力強。溫度 影響微生物生命活動的重要因素之一
種類 最低 最佳 最高
嗜熱菌 40—45 55—75 60—90
嗜溫菌 5—15 30—45 35—47
嗜冷菌 -5—5 12—15 15—20
低溫菌 -5—5 25—30 30—35
酸鹼度(PH值)
1、大部分細菌在PH=5-8生長良好，黴菌、酵母菌在PH=2-6生長良好。
2、PH小於2時，任何微生物都不能生長。
3、致病菌不能在 PH 低於 4.5 的條件下生長。芽孢不能在 PH 低於 4.5的條件下生長氣體
1、需氧菌：僅在有氧的環境中生長。如黴菌
2、厭氧菌：僅在無氧的環境中生長
3、兼性厭氧菌：在有氧和無氧的環境中均能生長。如有些芽孢、酵母菌。
營養
1、碳2、氫3、氧4、氮5、硫6、磷7、礦物質
微生物知識要點
一. 細菌
細菌是一類細胞細而短、結構簡單、細胞壁堅韌，以二分裂方式無性繁殖的原核微生物，分布廣泛。
1. 細菌的形態與結構
觀察細菌最常用的儀器是光學顯微鏡，其大小可以用測微尺在顯微鏡下測量，一般以微米為單位。細菌按其形態不同，主要分為球菌、桿菌和螺形菌三類。
(1) 球菌 多數球菌直徑在1微米左右，外觀呈球形或近似球形。由於繁殖時分裂平面不同可形成不同的排列方式，分為雙球菌、鏈球菌、葡萄球菌等。
(2) 桿菌 形態多數呈直桿狀，也有的菌體稍彎，多數呈分散存在，也有的呈鏈狀排列，分為棒狀桿菌、鏈狀桿菌、球桿菌等。
(3) 螺形菌 菌體彎曲，呈弧形或螺旋形。如幽門螺桿菌。
細菌雖小，仍具有一定的細胞結構和功能。細胞壁、細胞膜、細胞質和核質等各種細菌都有，是細菌的基本結構。
2. 細菌的繁殖
二分裂繁殖是細菌最普遍、最主要的繁殖方式。在分裂前先延長菌體，染色體復制為二，然後垂直於長軸分裂，細胞赤道附近的細胞質膜凹陷生長，直至形成橫隔膜，同時形成橫隔壁，這樣便產生兩個子細胞。
細菌生長速度很快，一般約20min分裂一次。若按此速度計算，細菌群體將龐大到難以想像的程度。但事實上由於細菌繁殖中營養物質的逐漸消耗，有害代謝產物的逐漸積累，細菌不可能始終保持高速度的無限繁殖。經過一段時間後，細菌繁殖速度逐漸減慢，死亡菌數增多，活菌增長率隨之下降並趨於停滯。
3. 細菌的菌落
單個或少數細菌細胞生長繁殖後，會形成以母細胞為中心的一堆肉眼可見、有一定形態構造的子細胞集團，這就是菌落。細菌菌落常表現為濕潤、粘稠、光滑、較透明、易挑取、質地均勻以及菌落正反面或邊緣與中央部位顏色一致等。
二. 真菌
真菌是一類有細胞壁，無葉綠素，以寄生或腐生方式生存，少數為單細胞，多數為多細胞，能進行無性或有性繁殖的一類真核細胞型微生物。
真菌包括單細胞與多細胞兩類。單細胞真菌呈圓形或卵圓形，稱為酵母菌;多細胞真菌由菌絲和孢子組成，並交織成團，稱絲狀菌或黴菌。
真菌生長的最適的溫度為22～28℃，最適的pH值為4～6。其繁殖能力強，但生長速度比細菌慢，常需1-4周才形成菌落。真菌對熱的抵抗力不強，一般加熱60~70℃ 1小時即被殺死，但對乾燥、日光、紫外線和一些化學消毒劑有抵抗力，但對2.5%碘酒、10%甲醛則較敏感。
1. 黴菌
黴菌是絲狀真菌的俗稱，意即"發霉的真菌"，它們往往能形成分枝繁茂的菌絲體，但又不象蘑菇那樣產生大型的子實體。
(1)黴菌的形態、大小和結構
構成黴菌營養體的基本單位是菌絲。菌絲是一種管狀的細絲，把它放在顯微鏡下觀察，很像一根透明膠管，它的直徑一般為3-10微米，比細菌的細胞約粗幾倍到幾十倍。菌絲可伸長並產生分枝，許多分枝的菌絲相互交織在一起，就叫菌絲體。
(2)黴菌的繁殖
黴菌有著極強的繁殖能力，而且繁殖方式也是多種多樣的。在自然界中，黴菌主要依靠產生形形色色的孢子進行繁殖。孢子有點像植物的種子，不過數量特別多，特別小。
黴菌的孢子具有小、輕、干、多，以及形態色澤各異、休眠期長和抗逆性強等特點，每個個體所產生的孢子數，經常是成千上萬的'，有時竟達幾百億、幾千億甚至更多。這些特點有助於黴菌在自然界中隨處散播和繁殖。對人類的實踐來說，孢子的這些特點有利於接種、擴大培養、菌種選育、保藏和鑒定等工作，對人類的不利之處則是易於造成污染、霉變和易於傳播動植物的黴菌病害。
(3)黴菌的菌落
由於黴菌的菌絲較粗而長，因而黴菌的菌落較大，有的黴菌的菌絲蔓延，沒有局限性。菌落質地一般比較疏鬆，外觀乾燥，不透明，呈現或緊或松的蛛網狀、絨毛狀或棉絮狀;菌落與附著物的連接緊密，不易挑取;菌落正反面的顏色和邊緣與中心的顏色常不一致。
2. 酵母菌
酵母菌在自然界中分布很廣，尤其喜歡在偏酸性且含糖較多的環境中生長，例如，在水果、蔬菜、花蜜的表面和在果園土壤中最為常見。
(1)酵母菌的形態、大小和結構
酵母菌是單細胞真核微生物。酵母菌細胞的形態通常有球形、卵圓形、臘腸形、橢圓形、檸檬形或藕節形等。比細菌的單細胞個體要大得多，一般為1-5微米×5-30微米。
酵母菌具有典型的真核細胞結構,有細胞壁、細胞膜、細胞核、細胞質、液泡、線粒體等。
(2)酵母菌的繁殖
酵母菌有多種繁殖方式，包括無性繁殖和有性繁殖。有人把只進行無性繁殖的酵母菌稱作"假酵母"，而把進行有性繁殖的酵母菌稱作"真酵母"。
(3)酵母菌的菌落
大多數酵母菌的菌落特徵與細菌相似，但比細菌菌落大而厚，菌落表面光滑、濕潤、粘稠，容易挑起，菌落質地均勻，正反面和邊緣、中央部位的顏色都很均一，菌落多為乳白色，少數為紅色，個別為黑色。
微生物重點知識
一. 微生物的營養要求
微生物生長繁殖所需的營養物質主要有水、碳源、氮源、無機鹽和生長因子等。
1. 水
水是各種生物細胞必需的。水是良好的溶劑，微生物的新陳代謝過程中的一切生化反應都離不開水的作用。
2. 碳源
碳源是合成菌體成分的原料，也是微生物獲取能量的主要來源。整體上看來，微生物可以利用的碳源范圍極廣，分為有機碳源和無機碳源兩大類。凡必須利用有機碳源的微生物就是異養微生物，凡能利用無機碳源的微生物就是自養微生物。糖類是最廣泛利用的碳源。
3. 氮源
氮源主要是供給合成菌體結構的原料，很少作為能源利用。與碳源相似，微生物作為一個整體來說，能利用的碳源種類十分廣泛。某些微生物(如固氮菌)能利用空氣中分子態的氮或利用無機氮化物如銨鹽、硝酸鹽合成有機氮化物。
4. 無機鹽類
無機鹽主要可為微生物提供除碳、氮以外的各種重要元素。微生物需要的無機鹽類很多，主要有P、S、K、Na、Ca、Mg、Fe等，其主要功能為構成菌體成分;調節滲透壓;作為某些酶的成分，並能激活酶的活性等。
5. 生長因子
有些微生物雖然供給它適合的碳源氮源和無機鹽類，仍不能生長，還要供給一定量的所謂「生長因子」。其種類很多，主要是B族維生素的化合物等。生長因子可以從酵母浸出液、血液或血清中獲得。
二. 微生物的營養類型
根據微生物對碳源的要求不同，可將其分為自養菌和異養菌兩大營養類型。
凡能利用無機碳合成菌體內有機碳化物的，叫自養菌;不能利用無機碳而需要有機碳才能合成菌體內有機碳化物的，為異養菌。
根據其生命活動所需能量的來源不同，可分為光能營養菌和化能營養菌。前者是從光線中獲得能量，後者則從化學物質氧化中取得能量。
因此，根據微生物所需的碳源和能源不同，可將微生物分為光能自養菌、光能異養菌、化能自養菌、化能異養菌等四類。
1、微生物的定義
什麼是微生物呢？所謂微生物是指個體微小，必須藉助於顯微鏡才能看清它們外形的一群低等的、原始的微小生物，如細菌。（體型微小，必須藉助於光學顯微鏡或電子顯微鏡才能看到它們的結構，結構簡單，有的具有細胞構造，有的甚至沒有細胞構造，生長繁殖快，對物質具有非常強烈的轉化作用；容易引起變異，以致微生物的種類特別繁多，並且新的種類還在不斷產生；數量多，分布廣，對自然環境的適應性強，以致在自然界的任何地方如土壤、空氣、水以及人和動植物體上都有微生物生活或生存）
2、微生物的特點
微生物是結構簡單、繁殖快、分布廣、個體最小的生物。
2.1結構簡單：微生物多數是單細胞；
2.2生長旺，繁殖快（大腸桿菌在它的適宜37-44℃之間，20-30分鍾繁殖一代）
2.3分布廣.種類多（10萬多種）：自然界中到處都有，如水、空氣、土壤等。
2.4個體小：小於0.1mm。在形態上，個體微小，肉眼看不見，需用顯微鏡觀察，細胞大小以微米和納米計量。
2.5適應性強，易變異。相對於高等生物而言，較容易發生變異。在所有生物類群中，已知微生物種類的數量僅次於被子植物和昆蟲。微生物種內的遺傳多樣性非常豐富。
2.6代謝活性強，轉化快。
3、微生物的分類
葡萄球菌
酵母菌芽痕
棒狀桿菌大腸桿菌
大腸桿菌放線桿菌
分裂的大腸桿菌黑麴黴
黑麴黴弧狀菌
腳氣真菌酵母菌
蠟狀芽孢桿菌鏈球菌
麵包酵母啤酒酵母
球菌沙門氏菌
食品中微生物的污染源
水、空氣、土壤、人和動植物
4、微生物在自然界的分布
自然界中微生物的分布極為廣泛，水中、高山、海底、荒漠、極地、空氣等到處都生存著各種各樣、形形色色的微生物。
土壤中的微生物
土壤中的微生物：
土壤是微生物的天然培養基，它具備微生物正常發育所必須的一切條件：土壤中含有一定的無機物和有機物；
土壤中含有適當的水分；大多數中性偏鹼,適合大多數微生物生長；
土壤中還含有氣體，主要是CO2、O2和N2；
溫度變化不大（10-25℃）。
土壤中的微生物
土壤中含有大量的微生物，土壤中的細菌來自天然生活在土壤中的自養菌和腐物寄生菌以及隨動物排泄物及其屍體進入土壤的細菌。
土壤中微生物的分布：表層受日光照射和乾燥的影響，不利於其生存，所以細菌數量少，離地面10-20厘米土層微生物最多.土層越深，菌數越少。
水中的微生物
水也是微生物存在的天然環境，水中的細菌來自土壤、塵埃、污水、人畜排泄物及垃圾等。水中微生物種類及數量因水源不同而異。
受到污染的水中含有大量的有機物，適合微生物的生存。靜水中的微生物多，流水中的少；離岸近處微生物多，離岸遠處少；經過大城市的河流，水受到污染，含有大量的糞便.並含有大量的致病菌。
水中的微生物
井水和泉水中細菌少，雨水、雪水中也少，城市上空的雨水細菌多，鄉村上空雨水細菌少。
國家規定，自來水中，細菌總數每毫升不得超過100個，大腸菌群不得超過3個/升
空氣中的微生物
空氣中由於缺乏營養物質、乾燥及日光的照射，大部分的微生物被殺死，所以，空氣中沒有微生物生長發育的條件。但由於空氣的流動，風的作用，使地面的微生物飛揚到空中，因而，接近地面的空氣層，就含有一定的微生物。
雖然空氣中的微生物數量較少，但危害大。因為空氣流動快，流動的范圍廣，影響面大。
空氣中的微生物
在冬春季節，更容易發生感冒等傳染病，就是因為空氣的傳播，特別是在公共場所，人多，空氣流通差，細菌多；
大城市上空微生物數量最多，鄉村少；森林、草地和田野上空空氣清潔，海洋、高山、冰雪覆蓋的地面上空，微生物更為稀少。雨後空氣特別新鮮。
人體中的微生物
人自出生後，外界的微生物就逐漸進入人體。在正常人體皮膚、粘膜及外界相通的各種控道（如口腔、鼻咽腔、腸道和泌尿道）等部位，存在著對人體無害的微生物群，包括細菌、真菌、螺旋體、支原體等。
人體中的微生物
部位常見菌種
皮膚表皮葡萄球菌、類白喉桿菌、綠膿桿菌、恥垢桿菌等
口腔鏈球菌（甲型或乙型）、乳酸桿菌、螺旋體、梭形桿菌、
白色念球菌、（真菌）表皮葡萄球菌、肺炎球菌、奈瑟氏球菌、類白喉桿菌等
胃正常一般無菌
腸道類桿菌、雙歧桿菌、大腸桿菌、厭氧性鏈球菌、糞鏈球菌
葡萄球菌、白色念球菌、乳酸桿菌、變形桿菌、破傷風桿菌、產氣莢膜桿菌等
鼻咽腔甲型鏈球菌、奈氏球菌、肺炎球菌、流感桿菌、
乙型鏈球菌、葡萄球菌、綠膿桿菌、大腸桿菌、變形桿菌等眼結膜皮表葡萄球菌、結膜乾燥桿菌、類白喉桿菌等
微生物是一些肉眼看不見的微小生物的總稱。但有些微生物是肉眼可以看見的，像屬於真菌的蘑菇、靈芝等。
大多數微生物是單細胞生物，如細菌、放線菌、支原體、立克次氏體、衣原體、藍藻以及酵母菌、單細胞藻類等；少數微生物是多細胞生物，如各種黴菌和大型真菌等。此外，還有一些沒有細胞結構的微生物，如病毒，類病毒和朊病毒等。
微生物不僅種類繁多，其在生物圈中分布也是十分廣泛的。上至10000米的高空，深至11000米的海底，都有微生物的存在。土壤里有微生物生活需要的各種營養物質，是微生物的主要活動場所。動物體表和體內的各種條件適宜微生物生活，也是微生物活動的重要場所。此外，科學家們在營養貧乏的岩石、礦山、荒漠都發現了微生物的蹤跡。
從以上對微生物的介紹，我們對微生物有了一定的了解，對於廣泛存在於我們生活環境，甚至我們食用的食品也被他們入侵，而我們又無法用肉眼看見的他們，我們該如何對待我們日常食用食品中的微生物呢，他們對於我們來說過是敵還是友呢？
首先，我們先應該探究這些和我們形影不離的微生物會給我們帶來怎麼樣的傷害。
眾所周知，微生物是導致傳染病流行的最重要的病源之一。在人類疾病中有50%是由病毒引起。如鼠疫,艾滋病,癌症,肺結核、瘧疾、霍亂,伊波拉病毒、瘋牛病、SARS、禽流感等都是由一些極少部分的微生物所致。世界衛生組織公布資料顯示：傳染病的發病率和病死率在所有疾病中占據第一位。如1347年的一場由鼠疫桿菌引起的瘟疫幾乎摧毀了整個歐洲，有1/3的人(約2500萬人)死於這場災難，在此後的80年間，這種疾病一再肆虐，實際上消滅了大約75%的歐洲人口，一些歷史學家認為這場災難甚至改變了歐洲文化。我國在解放前也曾多次流行鼠疫，死亡率極高。而且還證實，這些病毒還在變異，這就更加增加了對這些疾病研究的困難。全世界雖然已經花費了無法統計的經費，但有些疾病的危害力並沒有減小，甚至艾滋病的患者和感染者還在每年成倍增長。人類和病原微生物的斗爭也許是一場永遠看不到盡頭的戰爭。在疾病的預防和治療方面，人類取得了長足的進展，但是新現和再現的微生物感染還是不斷發生，像大量的病毒性疾病一直缺乏有效的治療葯物。一些疾病的致病機制並不清楚。大量的廣譜抗生素的濫用造成了強大的選擇壓力，使許多菌株發生變異，導致耐葯性的產生，人類健康受到新的威脅。一些分節段的病毒之間可以通過重組或重配發生變異，最典型的例子就是流行性感冒病毒。每次流感大流行流感病毒都與前次導致感染的株型發生了變異，這種快速的變異給疫苗的設計和治療造成了很大的障礙。而耐葯性結核桿菌的出現使原本已近控制住的結核感染又在世界范圍內猖獗起來。
另外，大部分的微生物具有腐化性，即引起食品氣味和組織結構發生不良變化。這也是我們生活中常見的現象。在這些糧食微生物中，數量最大、對糧食危害最為嚴重的是黴菌及其代謝物。他們在環境適宜的條件下，可以分解糧食中的有機物，使之變質、霉腐，使糧食出現變質、變味、發熱、生霉等症狀，不但嚴重糧食安全儲存，導致儲糧質量劣變，而且還可能產生毒素污染，危急人畜安全。如歐洲的麥角中毒事件曾造成幾千人死亡；1960年在英國東南部由於黃麴黴污染引起十萬只火雞死亡；最近中國蒙牛牛奶被檢出含強致癌物黃麴黴毒素M1的原因也是因為奶牛飼料因天氣潮濕發生霉變,奶牛在食用這些飼料後,原奶中的黃麴黴毒素超標。
微生物不僅對人畜有重大的影響，對環境也是如此。以微生物對水造成的污染為例。微生物侵入水中的方式多種多樣，有的是天然存在的，有的是由土壤進入水中，有的是隨塵埃一起沉降入水中，還有的是隨垃圾、人畜糞便以及某些工業廢棄物進入水體。某些病原微生物進入水中之後，會對水體造成污染，引起傳染病的流行。而某些微生物則會導致水華、赤潮等現象，對水生動植物的生存造成嚴重的威脅。
以上，我們對微生物的危害進行了探究，接著我們應該探討下微生物給人畜及自然界帶來的好處。
首先，我們應該意識到不是所有的微生物都會給人類的健康造成威脅，某些微生物也是人類的好朋友。如1929年，青黴素的研究誕生。青黴素能抑制病菌細胞壁的形成，使菌體的新陳代謝
失調，達到抑菌和殺菌的效用。之後科學家們有研製出了很多抗菌素類葯物，如鏈黴素、氯黴素、四環素、卡那黴素、慶大黴素、紅黴素等。還有一種叫正常菌群的微生物，他們的營養來自宿主組織細胞的分泌液、脫落細胞，以及某些腔道中的食物碎屑和殘渣等。菌群的代謝產物除供給細菌自身利用外，一部分可以被宿主吸收利用。例如，過去外科醫生不太重視腸道正常菌群中的大腸埃希氏菌能合成B族維生素和維生素K的功能，所以在腸道手術後為避免發生感染，常用抗生素作預防性治療。
再者，並不是所有的微生物發酵和腐化現象都對人類的財產和健康造成危害的。抗生素、丁醇、維生素C以及一些風味食品的制備等通過微生物發酵途徑生產的。以酸奶為例，利用乳酸菌發酵生產的酸牛乳其營養全面、風味獨特，比牛乳更易被人體消化、吸收和利用，許多乳酸菌本身的微生物特性及代謝產物使得酸牛乳具有良好的保健醫療功效，如雙歧桿菌及嗜酸乳桿菌等。它可以調節腸道的微生態平衡，抑制有害微生物的生長，防止腹瀉的作用，降低膽固醇，提高機體的免疫力，減免乳糖不耐症，促進乳中蛋白質和脂肪的消化，促進人體對乳中鈣的吸收，增加維生素，改善礦物質的代謝吸收，調節機體微量元素的平衡，抑制致病菌和抗感染，抗輻射作用，抗高血壓作用，抵抗衰老延長壽命，抗變異原性和抗腫瘤作用，分解毒素，防癌抗癌，具有美容作用。在地球化學生物循環中，微生物的腐化和分解作用是關鍵的一環。微生物作為生產者完成的是無機有機化的過程，直接為更高級的消費者提供營養；作為分解者是更主要的方面，完成的是有機無機化的過程，這個過程在整個地球物質化學循環過程中，一方面又清道夫的功能，是地球保持清潔和狀態的恢復；另一方面為其他的生產者和消費者提供營養。
如今，我們常常可以從很多的報刊雜志上看到關於生物技術處理環境污染物的報道。如利用微生物凈化污水。微生物通過自身的生命活動可以解除污水的毒害作用，使污水得到凈化。利用微生物處理生活垃圾。藉助EM復合菌劑的接種發酵，可以消除垃圾中的有害物質，病原菌蟲等，達到變廢為寶，有效解決了傳統的垃圾焚燒或者垃圾填埋所造成的能源損耗、空氣污染、土地污染和水污染的問題。利用微生物治理大氣污染。微生物用於煙氣脫硫，不需高溫、高壓、催化劑，設備要求簡單。利用自養生物脫硫，營養要求低，無二次污染，處理費用為濕法脫硫的50%。
從以上對微生物給人畜和自然界帶來的利和弊的討論，我們應該時刻意識到,在我們的周圍和機體內都有其他生命體與我們共存。對於那些對我們的生活造成威脅的微生物我們應該時刻做好防備。既然我們已經認識到微生物是大部分傳染病的始作俑者，那麼我們就要學會在源頭消滅它，在傳播途徑斷絕他。例如，注意個人衛生，勤洗手；多鍛煉，增強自身抵抗力；到人多的地方要戴口罩；注意用葯，不濫用抗生素。既然我們已經知道環境里彌漫的微生物時刻腐化著我們的食物，那麼，我們應該注意自己的飲食健康，如每餐盡量將食物吃完，少吃隔夜飯菜，不吃變質的食品，科學妥善保存好儲糧。既然我們已經知道了某些病原微生物會污染水質，那麼，政府部門應該加強污水的管理，尤其是醫院污水等含有病原微生物的污水的管理，做好水質處理工作和水源的衛生保護，做好積水系統的維護和管理；作為個人，我們平時應該注意不喝生水，飲用水應該經過嚴格過濾凈化並加熱燒開方可飲用。
雖然人類與微生物的斗爭會無止境地持續下去，但只要我們充分認識到我們所處的環境，利用我們現在的科學技術，正確對待微生物在人類健康中的作用，我們就可以減小微生物對人類的危害，讓微生物為人類服務。
㈢ 微生物功能預測的作用
根據已知的微生物基因組數據，對菌群組成的測序數據（典型的如16S rRNA基因的測序結果）進行菌群代謝功能的預測，從而把物種的「身份」和它們的「功能」對應起來。根據菌群代謝功能預測結果，我們一方面能一窺菌群功能譜的概貌，發揮菌群多樣性組成譜測序性價比高的優勢；另一方面也能幫助指導後續宏基因組De novo鳥槍法測序的實驗設計，更合理地篩選用於後續研究的樣本。
㈣ 微生物怎麼定義的
微生物是一切肉眼看不見或看不清楚的微小生物的總稱．人們通常要藉助光學顯微鏡或者電子顯微鏡才能看清它們的形態和結構.
對於蘑菇，只是人們的習慣分類罷了．
微生物：原核生物，真核生物（原生生物，真菌），非細胞生物等
原核生物：細菌，藍藻，防線菌，支原體，衣原體，立克次氏體等．
原生生物：原生動物（變形蟲，喇叭蟲等），原生植物（衣藻等）等單細胞真核生物．
真菌：酵母菌，黴菌，木耳，蘑菇等．
非細胞生物主要是病毒和亞病毒等．
㈤ 何為微生物的營養物質討論微生物的六類營養要素
微生物的營養物質 nutrient 就是能夠滿足微生物生長、繁殖和完成各種生理活動所需能量的物質，是微生物維持生命活動的基本物質。
微生物的營養要素：碳源、氮源、能源、生長因子、無機鹽、水。
（一）碳源
定義：凡能提供微生物營養所需碳元素的營養源。
微生物碳源譜：
碳源(carbon source)：有機碳源：澱粉、葡萄糖等；無機碳源：Na2CO3 等。葡萄糖、乳糖的二次生長。
對異養微生物而言：碳源同時也是能源
（二）氮源物質
定義：凡能提供微生物營養所需氮元素的營養源。
功能：氮源，一般不作能源。
微生物氮源譜：
速效氮源和遲效氮源
生理鹼性、酸性、中性鹽
氮源(nitrogen source)：有機氮源：蛋白腖、黃豆粉、玉米漿；無機氮源：NH4NO3、(NH4)2SO4； 速效氮源，遲效氮源。
從微生物所能利用的能源來看，有一個明顯的界限。
氨基酸自養型生物：
不需要氨基酸作為氮源，它們能吧非氨基酸類的簡單氮源（如尿素，銨鹽，硝酸鹽和氮氣）自行合成所需要的一切氨基酸。含所有的動物和大量的異養微生物。
氨基酸異養型生物：
需要從外界吸收現成的氨基酸做氮源的微生物。含所有的綠色植物和多的種微生物。
（三）能源 (energy source)
定義：能為微生物的生命獲得提供最初能量來源的化學物質或輻射能。
化學能：有機物：化能異養微生物的能源
無機物：化能自養微生物的能源
異養微生物的碳源同時也是能源
能源譜 化學物質 輻射能：光能自養和光能異養微生物的能源
功能
單功能：輻射能
雙功能：還原態無機養料，如NH4+既是硝酸細菌的能源，又是氮源
三功能：N · C · H · O類營養物質常是異養微生物的能源，碳源兼氮源
（四）生長因子(growth factor)
一類對微生物正常代謝必不可少且又不能從簡單的碳、氮源自行合成的所需極微量的有機物。
種類：維生素，氨基酸，核苷酸, 葉酸等
作用：輔酶或酶活化所需
培養基中生長因子來源： 酵母膏、玉米漿、麥芽汁等(復合維生素)。
（五）無機鹽
所需濃度在10-3-10-4M的元素為大量元素
所需濃度在10-6-10-8M為微量元素。
主要功能：構成菌體成分；酶活性基組成或維持酶活性；調節滲透壓、pH 、Eh；化能自養微生物能源等。
無機鹽：提供礦物元素和微量元素。
無機鹽的生理功能
（六）水
存在狀態：游離態（溶媒）和結合態（結構組成）
生理作用：組成成分；反應介質；物質運輸媒體；熱的良導體。
水是良好的溶劑；生化反應在水中進行；水的比熱大。
㈥ 微生物通路預測中代謝遺傳信息處理細胞過程等代表什麼
微生物多樣研究—16SrRNA基因功能代謝預測
微⽣物多樣研究—16SrRNA基因功能代謝預測
1. 16S rRNA基因功能代謝預測
對於微⽣物⽣態學研究，我們最關注的⽆疑是菌群所具備的代謝功能。隨著數據分析技術的發展，我們現在已能根據已知的微⽣物基因組數據，對菌群組成的測序數據（典型的如16SrRNA基因的測序結果）進⾏菌群代謝功能的預測，從⽽把物種的「⾝份」 和它們的「功能」對應起來。
根據菌群代謝功能預測結果，⼀⽅⾯能⼀窺菌群功能譜的概貌，發揮菌群多樣性組成譜測序性價⽐⾼的優勢；另⼀⽅⾯也能幫助指導後續宏基因組Denovo鳥槍法測序的實驗設計，更合理地篩選⽤於後續研究的樣本。
2. PICRUSt功能預測分析
PICRUSt（PhylogeneticInvestigation of Communities by Reconstruction of Unobserved States）是由美國哈佛⼤學的CurtisHuttenhower課題組開發的菌群代謝功能預測⼯具，通過將現有的16SrRNA基因測序數據與代謝功能已知的微⽣物參考基因組資料庫相對⽐，從⽽實現對細菌和古菌代謝功能的預測；預測過程中還考慮了不同物種16SrRNA基因拷貝數的差異，並對原始數據中的物種豐度數據進⾏校正，使預測結果更准確可靠。
分析的總體思路如下：
先根據已測微⽣物基因組的16SrRNA基因全長序列，推斷它們的共同祖先的基因功能譜；
對Greengenes 16SrRNA基因全長序列資料庫中其它未測物種的基因功能譜進⾏推斷，構建古菌和細菌域全譜系的基因功能預測譜；
將測序得到的16S rRNA基因序列數據與Greengenes資料庫⽐對，尋找每⼀條測序序列的「參考序列最近鄰居」，並歸為參考OTU；
根據「參考序列最近鄰居」的rRNA基因拷貝數，對獲得的OTU豐度矩陣進⾏校正；
最後，將菌群組成數據「映射」到已知的基因功能譜資料庫中，實現對菌群代謝功能的預測
PICRUSt能將16SrRNA基因序列在3種功能譜資料庫中進⾏預測，即KEGG、COG和Rfam。
代謝（Metabolism）
遺傳信息處理（Genetic Information Processing）
環境信息處理（Environmental InformationProcessing）
細胞進程（Cellular Processes）
⽣物體系統（Organismal Systems）
⼈類疾病（Human Diseases）
每⼀類代謝通路⼜被進⼀步劃分為多個等級。⽬前，第⼆等級⼀共包括45種代謝通路⼦功能，第三等級即對應代謝通路圖，⽽第四等級則對應代謝通路上各個KO（KEGGorthologous groups，KEGG直系同源基因簇）的具體注釋信息。
根據PICRUSt的預測結果，可以獲得每樣本對應於各功能譜資料庫的注釋信息，以及預測得到的功能類群的豐度矩陣。
KEGG功能預測：
通過OTU聚類分析，得到的OTU代表序列與Greengenes資料庫⽐對，得到KEGGpathway 3個層級和豐度表。
COG功能預測：
通過OTU聚類分析，得到的OTU代表序列與Greengenes資料庫⽐對，得到COG orthology和function豐度表。
利⽤豐度表信息完成各類可視化結果展⽰。
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微生物多樣研究—16SrRNA基因功能代謝預測
微⽣物多樣研究—16SrRNA基因功能代謝預測
1. 16S rRNA基因功能代謝預測
對於微⽣物⽣態學研究，我們最關注的⽆疑是菌群所具備的代謝功能。隨著數據分析技術的發展，我們現在已能根據已知的微⽣物基因組數據，對菌群組成的測序數據（典型的如16SrRNA基因的測序結果）進⾏菌群代謝功能的預測，從⽽把物種的「⾝份」 和它們的「功能」對應起來。
根據菌群代謝功能預測結果，⼀⽅⾯能⼀窺菌群功能譜的概貌，發揮菌群多樣性組成譜測序性價⽐⾼的優勢；另⼀⽅⾯也能幫助指導後續宏基因組Denovo鳥槍法測序的實驗設計，更合理地篩選⽤於後續研究的樣本。
㈦ 微生物碳源譜
碳源和氮源很多的,要具體看哪種微生物的.
一般來說,碳源都是碳水化合物,氮源是蛋白質類的,某些特殊的細菌可以利用空氣中的氮氣作為氮源.
㈧ 怎麼分析微生物群落結構和多樣性
微生物群落的種群多樣性一直是微生物生態學和環境學科研究的重點。近幾年來，微生物群落結構成為研究的熱點。首先，群落結構決定了生態功能的特性和強弱。其次，群落結構的高穩定性是實現生態功能的重要因素。再次，群落結構變化是標記環境變化的重要方面。因此，通過對目標環境微生物群落的種群結構和多樣性進行解析並研究其動態變化，可以為優化群落結構、調節群落功能和發現新的重要微生物功能類群提供可靠的依據。
從年代上來看，微生物群落結構和多樣性解析技術的發展可以分為三個階段。20世紀70年代以前主要依賴傳統的培養分離方法，依靠形態學、培養特徵、生理生化特性的比較進行分類鑒定和計數，對環境微生物群落結構及多樣性的認識是不全面和有選擇性的，方法的分辨水平低。在70和80年代，研究人員通過對微生物化學成分的分析總結出了一些規律性的結論，從而建立了一些微生物分類和定量的方法即生物標記物方法，對環境微生物群落結構及多樣性的認識進入到較客觀的層次上。在80和90年代，現代分子生物學技術以DNA為目標物，通過rRNA基因測序技術和基因指紋圖譜等方法，比較精確地揭示了微生物種類和遺傳的多樣性，並給出了關於群落結構的直觀信息。
1 傳統培養分離方法
傳統培養分離方法是最早的認識微生物群落結構和多樣性的方法，自1880年發明以來一直到
現在仍被廣泛使用。傳統培養分離方法是將定量樣品接種於培養基中，在一定的溫度下培養一定的時間，然後對生長的菌落計數和計算含量，並通過在顯微鏡下觀察其形態構造，結合培養分離過程生理生化特性的觀察鑒定種屬分類特性。培養分離方法採用配比簡單的營養基質和固定的培養溫度，還忽略了氣候變化和生物相互作用的影響，這種人工環境與原生境的偏差使得可培養的種類大大減少(僅占環境微生物總數的0.1%～10%[1])。而且，此方法繁瑣耗時，不能用於監測種群結構的動態變化。
2 群落水平生理學指紋方法(CLPP)
通常認為微生物所含的酶與其豐度或活性是密切相關的。酶分子對於所催化的生化反應特異性很高，不同的酶參與不同的生化反應。如果某一微生物群落中含有特定的酶可催化利用某特定的基質，則這種酶-底物可作為此群落的生物標記分子之一，標記了某種群的存在。由Garlan和Mills[2]於1991年提出的群落水平生理學指紋方法(CLPP)是通過檢測微生物樣品對底物利用模式來反映種群組成的酶活性分析方法。具體而言，CLPP分析方法就是通過檢測微生物樣品對多種不同的單一碳源基質的利用能力，來確定那些基質可以作為能源，從而產生對基質利用的生理代謝指紋。由BIOLOG公司開發的BIOLOG氧化還原技術，使得CLPP方法快速方便。商業供應的BIOLOG微平板分兩種：GN和MT，二者都含有96個微井，每一
128 生態環境 第14卷第1期（2005年1月）
微井平板的干膜上都含有培養基和氧化還原染料四唑[3]。其中，BIOLOG的GN微平板含有95種不同碳源和一個無碳源的對照井，而MT微平板只含有培養基和氧化還原染料，允許自由地檢測不同的碳源基質[3]。檢測的方法是：將處理的微生物樣品加入每一個微井中，在一定的溫度下溫育一定的時間(一般為12 h)，在溫育過程中，氧化還原染料被呼吸路徑產生的NADH還原，顏色變化的速率取決於呼吸速率，最終檢測一定波長下的吸光率進行能源碳的利用種類及其利用程度的分析[4]。
BIOLOG方法能夠有效地評價土壤和其它環境區系的微生物群落結構[3~6]。其優點是操作相對簡單快速，而且少數碳源即能區別碳素利用模式的差別[5]。然而，BIOLOG體系僅能鑒定快速生長的微生物，而且，測試盤內近中性的緩沖體系、高濃度的碳源及有生物毒性的指示劑紅四氮唑(TTC)使得測試結果的誤差進一步增大。姚槐應[5]的研究表明，應根據測試對象的特點（例如pH，碳源利用類型及利用能力）改進BIOLOG體系，並且，有必要研究更好的指示劑來取代TTC。
3 生物標記物方法
生物標記物(Biomakers)通常是微生物細胞的生化組成成分，其總量通常與相應生物量呈正相關。由於特定結構的標記物標志著特定類型的微生物，因此一些生物標記物的組成模式(種類、數量和相對比例)可作為指紋估價微生物群落結構。由於分類的依據是從混合微生物群落中提取的生化組成成分，潛在地包括所有的物種，因而具有一定的客觀性。並且分析簡便快速，適於定性甚至半定量地檢測微生物體系的動態變化。20世紀80年代以來常用於研究微生物群落結構的生物標記物方法包括：醌指紋法(Quinones Profiling)、脂肪酸譜圖法(PLFAs和WCFA-FAMEs)。測定時，首先使用合適的提取劑提取環境微生物樣品中的這些化合物並加以純化，然後用合適的溶劑製成合適的樣品用GC或LC檢測，最後用統計方法對得到的生物標記物譜圖進行定性定量分析。
3.1 醌指紋法(Quinones Profiling)
呼吸醌廣泛存在於微生物的細胞膜中，是細胞膜的組成成分，在電子傳遞鏈中起重要作用[7]。醌的含量與土壤和活性污泥的生物量呈良好的線性關系的研究表明，醌含量可用作微生物量的標記[8]。有兩類主要的呼吸醌：泛醌(ubiquinone, UQ)即輔酶Q和甲基萘醌(menaquinone,MK)即維生素K[9]。醌可以按分子結構在類(UQ和MK)的基礎上依據側鏈含異戊二烯單元的數目和側鏈上使雙鍵飽和的
氫原子數進一步區分。研究表明，每一種微生物都含有一種占優勢的醌[7]，而且，不同的微生物含有不同種類和分子結構的醌[9]。因此，醌的多樣性可定量表徵微生物的多樣性，醌譜圖（即醌指紋）的變化可表徵群落結構的變化。
用醌指紋法描述微生物群落的參數[7]有：(1)醌的類型和不同類型的醌的數目；(2)占優勢的醌及其摩爾分數含量；(3)總的泛醌和總的甲基萘醌的摩爾分數之比；(4)醌的多樣性和均勻性；(5)醌的總量等。對兩個不同的群落，由上述分析所得數據可以計算出另一個參數____非相似性指數(D)，用於定量比較兩個群落結構的差異。
醌指紋法具有簡單快速的特點，近幾年來廣泛用於各種環境微生物樣品(如土壤，活性污泥和其它水生環境群落)的分析。
考察了醌指紋法分析活性污泥群落的分析精度，證明此方法是一種可靠的分析方法。然而，醌指紋法也存在一定的局限性，它不能反映具體哪個屬或哪個種的變化。 3.2 脂肪酸譜圖法(PLFAs、WCFA-FAMEs和其它方法)
從微生物細胞提取的脂肪類生化組分是重要的生物量標記物，例如，極脂(磷脂)、中性脂類(甘油二酯)可分別作為活性和非活性生物量的標記物[10]。更重要的是，提取脂類的分解產物____具有不同分子結構的混合的長鏈脂肪酸，隱含了微生物的類型信息，其組成模式可作為種群組成的標記。多種脂肪酸譜圖法廣泛用於土壤、堆肥和水環境微生物群落結構的分型和動態監測[11~13]。
常用的脂肪酸譜圖法可分為兩種：磷脂脂肪酸(PLFAs)譜圖法和全細胞脂肪酸甲酯(WCFA-FAMEs)譜圖法[14]。二者分析的對象實質上都是脂肪酸甲酯，不同之處在於提取脂肪酸的來源不同。磷脂脂肪酸(PLFAs)譜圖法提取的脂肪酸主要來源於微生物細胞膜磷脂即來源於活細胞，全細胞脂肪酸甲酯(WCFA-FAMEs)譜圖法提取的脂肪酸來源於環境微生物樣品中的所有可甲基化的脂類即來源於所有的細胞（包括活細胞和死細胞）。因此，磷脂脂肪酸(PLFAs)譜圖法的優點在於准確，可靠；全細胞脂肪酸甲酯(WCFA-FAMEs)譜圖法的優點在於提取簡捷，所需樣品量少。對多個環境微生物樣品分析而言，先用WCFA-FAMEs譜圖法預先篩選再用PLFAs法進行分析是提高效率的較佳選擇。
脂肪酸譜圖分析包括兩種形式：一種是脂肪酸，採用GC分析儀達到分離不同結構的分子的目的；另一種是脂肪酸甲基化產物____脂肪酸甲酯，採用GC-MS分析儀進行不同分子的分離和鑒定。
㈨ 微生物與環境因子的cca，rda圖怎麼看
微生物多樣性的研究涉及農業、土壤、林業、海洋、礦井、人體醫學等諸多領域。以在醫療領域的應用為例，通過比較正常和疾病狀態下或疾病不同進程中人體微生物群落的結構和功能變化，可以對正常人群與某些疾病患者體內的微生物群體多樣性進行比較分析，研究獲得人體微生物群落變化同疾病之間的關系；通過深度測序還可以快速地發現和檢測常見病原及新發傳染病病原微生物。
㈩ 土壤微生物聚類分析核心微生物圖怎麼看
微生物物種多樣性主要從對微生物類群即細菌、
真菌和放線菌這三大類群的數量及其比例組成來描述微生物多樣性，
或者按照微生物在生態系統中的作用將其劃分成不同的功能群(function group)，
通過某一功能群中物種的分類及其數量來研究土壤微生物多樣性，
如對土壤中的產甲烷細菌、固氮菌、根瘤菌等的多樣性進行研究。