㈠ 微生物的营养物质的六大要素是什么
微生物的营养要素:碳源.氮源.能源.生长因子.无机盐.水.
(一)碳源
定义:凡能提供微生物营养所需碳元素的营养源.
微生物碳源谱:
碳源(carbon source):有机碳源:淀粉.葡萄糖等,无机碳源:Na2CO3 等.葡萄糖.乳糖的二次生长.
对异养微生物而言:碳源同时也是能源
(二)氮源物质
定义:凡能提供微生物营养所需氮元素的营养源.
功能:氮源.一般不作能源.
微生物氮源谱:
速效氮源和迟效氮源
生理碱性.酸性.中性盐
氮源(nitrogen source):有机氮源:蛋白胨.黄豆粉.玉米浆,无机氮源:NH4NO3.(NH4)2SO4,速效氮源.迟效氮源.
从微生物所能利用的能源来看.有一个明显的界限.
氨基酸自养型生物:
不需要氨基酸作为氮源.它们能吧非氨基酸类的简单氮源(如尿素.铵盐.硝酸盐和氮气)自行合成所需要的一切氨基酸.含所有的动物和大量的异养微生物.
氨基酸异养型生物:
需要从外界吸收现成的氨基酸做氮源的微生物.含所有的绿色植物和多的种微生物.
(三)能源 (energy source)
定义:能为微生物的生命获得提供最初能量来源的化学物质或辐射能.
化学能:有机物:化能异养微生物的能源
无机物:化能自养微生物的能源
异养微生物的碳源同时也是能源
能源谱
化学物质
辐射能:光能自养和光能异养微生物的能源
功能
单功能:辐射能
双功能:还原态无机养料.如NH4+既是硝酸细菌的能源.又是氮源
三功能:N · C · H · O类营养物质常是异养微生物的能源.碳源兼氮源
(四)生长因子(growth factor)
一类对微生物正常代谢必不可少且又不能从简单的碳.氮源自行合成的所需极微量的有机物.
种类:维生素.氨基酸.核苷酸.叶酸等
作用:辅酶或酶活化所需
培养基中生长因子来源:酵母膏.玉米浆.麦芽汁等(复合维生素).
(五)无机盐
所需浓度在10-3-10-4M的元素为大量元素
所需浓度在10-6-10-8M为微量元素.
主要功能:构成菌体成分,酶活性基组成或维持酶活性,调节渗透压.pH .Eh,化能自养微生物能源等.
无机盐:提供矿物元素和微量元素.
(六)水
存在状态:游离态(溶媒)和结合态(结构组成)
生理作用:组成成分,反应介质,物质运输媒体,热的良导体.
水是良好的溶剂,生化反应在水中进行,水的比热大.
㈡ 微生物的基础知识归纳
一、微生物的定义
形体微小，肉眼看不到或很难看清它的个体的生物，只有通过光学或电子显微镜，放大百倍或几十万倍才能看清。人们称这些微小的生物为微生物微生物的一般特性
1、个体微小，结构简单
2、分布广、种类多
3、繁殖块
4、易于变异
5、易于培养
二、细菌
1、细菌形态
球状
单球菌、双球菌、链球菌、四叠球菌、八叠球菌、葡萄球菌
杆状
长杆菌、短杆菌、球杆菌、棒状杆菌
螺旋状
弧菌、螺旋菌
2.细菌的结构
基本结构
细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核
特殊结构
芽孢、荚膜、鞭毛、纤毛
细胞壁：细胞最外层。起维持菌体固有的外形、屏障、耐受压力的作用。
化学成分主要由粘肽(共有的)、蛋白质、脂类等组成
细胞膜：选择性渗透细菌体内外物质的交换，维持新陈代谢、参与呼吸作用。化学成分基本相同，由磷脂质、蛋白质、碳水化合物组成。
细胞浆(质)：是细胞膜包围着的部分，是细菌的基础物质、内在环境，是细菌合成蛋白质、核酸的场所。基础成分是水、蛋白质、核酸、脂类
细胞核：位于细胞浆内，控制着细胞新陈代谢、生长繁殖、细菌的遗传变异信息。 荚膜：某些在细胞壁外包一层粘性物质，相对稳定的附于细胞壁外。具有保护、能源供应的作用。化学组成主要是多糖或多肽类。
鞭毛：菌体内长出的细长丝状物 细菌的运动器官。化学成分主要是蛋白质，少量糖类、脂类。
纤毛：比鞭毛更细、短、直、硬，数量更多的毛发状细物。功能：获得营养，由蛋白质亚单位组成。
芽孢：某些细菌在生活的一定阶段，能在体内形成一个特殊的休眠体。
杀灭芽孢条件：121℃ 、20分钟，160℃ 、2小时。
判断灭菌是否彻底，一般以芽孢是否被杀灭作为标准。
3.微生物生长周期
1、滞留适应期(延迟期)2、对数生长期3、稳定期(最高生长期)4、衰亡期
三、酵母菌的特征
1.形态结构：大部分为单细胞，有典型的细胞结构(壁、膜、质、核)。基本形态有卵圆形、球形、椭圆形。菌体无鞭毛，不能游动。
2.繁殖方式：有性繁殖和无性繁殖。其中芽殖是主要的繁殖方式，一般9-10个/代。
3.菌落特征：菌落比细菌菌落大而厚，在固体培养基上呈乳白色，少数为红色湿润、粘性、易被挑起。
四、霉菌的特征
形态结构：大部分为多细胞微生物。细胞由细胞壁、膜、质、核组成。
霉菌由菌丝和孢子构成。菌丝：有两部分，营养菌丝 、气生菌丝
2.繁殖方式：孢子是霉菌的主要繁殖器官。分为有性孢子和无性孢子(为主)两种。
3.菌落特征：菌丝扩散生长、粗而长，形成的菌落比较疏松，呈绒毛状，絮状，蜘蛛网状，菌落比较大。
五、微生物的生长条件
1、水分2、温度3、酸碱度4、气体 5、营养 水分
1、aw<0.9，大部分细菌生长受到抑制。
2、不同种类微生物对干燥的抵抗力不同：革兰氏阳性菌抵抗力大于阴性菌，球菌大于杆菌霉菌、酵母菌的孢子和具有芽孢的细菌抵抗力强
3、不同环境对干燥的抵抗力不同：糖、淀粉、蛋白质等物质存在时，抵抗力强。温度越低，抵抗力强。温度 影响微生物生命活动的重要因素之一
种类 最低 最佳 最高
嗜热菌 40—45 55—75 60—90
嗜温菌 5—15 30—45 35—47
嗜冷菌 -5—5 12—15 15—20
低温菌 -5—5 25—30 30—35
酸碱度(PH值)
1、大部分细菌在PH=5-8生长良好，霉菌、酵母菌在PH=2-6生长良好。
2、PH小于2时，任何微生物都不能生长。
3、致病菌不能在 PH 低于 4.5 的条件下生长。芽孢不能在 PH 低于 4.5的条件下生长气体
1、需氧菌：仅在有氧的环境中生长。如霉菌
2、厌氧菌：仅在无氧的环境中生长
3、兼性厌氧菌：在有氧和无氧的环境中均能生长。如有些芽孢、酵母菌。
营养
1、碳2、氢3、氧4、氮5、硫6、磷7、矿物质
微生物知识要点
一. 细菌
细菌是一类细胞细而短、结构简单、细胞壁坚韧，以二分裂方式无性繁殖的原核微生物，分布广泛。
1. 细菌的形态与结构
观察细菌最常用的仪器是光学显微镜，其大小可以用测微尺在显微镜下测量，一般以微米为单位。细菌按其形态不同，主要分为球菌、杆菌和螺形菌三类。
(1) 球菌 多数球菌直径在1微米左右，外观呈球形或近似球形。由于繁殖时分裂平面不同可形成不同的排列方式，分为双球菌、链球菌、葡萄球菌等。
(2) 杆菌 形态多数呈直杆状，也有的菌体稍弯，多数呈分散存在，也有的呈链状排列，分为棒状杆菌、链状杆菌、球杆菌等。
(3) 螺形菌 菌体弯曲，呈弧形或螺旋形。如幽门螺杆菌。
细菌虽小，仍具有一定的细胞结构和功能。细胞壁、细胞膜、细胞质和核质等各种细菌都有，是细菌的基本结构。
2. 细菌的繁殖
二分裂繁殖是细菌最普遍、最主要的繁殖方式。在分裂前先延长菌体，染色体复制为二，然后垂直于长轴分裂，细胞赤道附近的细胞质膜凹陷生长，直至形成横隔膜，同时形成横隔壁，这样便产生两个子细胞。
细菌生长速度很快，一般约20min分裂一次。若按此速度计算，细菌群体将庞大到难以想象的程度。但事实上由于细菌繁殖中营养物质的逐渐消耗，有害代谢产物的逐渐积累，细菌不可能始终保持高速度的无限繁殖。经过一段时间后，细菌繁殖速度逐渐减慢，死亡菌数增多，活菌增长率随之下降并趋于停滞。
3. 细菌的菌落
单个或少数细菌细胞生长繁殖后，会形成以母细胞为中心的一堆肉眼可见、有一定形态构造的子细胞集团，这就是菌落。细菌菌落常表现为湿润、粘稠、光滑、较透明、易挑取、质地均匀以及菌落正反面或边缘与中央部位颜色一致等。
二. 真菌
真菌是一类有细胞壁，无叶绿素，以寄生或腐生方式生存，少数为单细胞，多数为多细胞，能进行无性或有性繁殖的一类真核细胞型微生物。
真菌包括单细胞与多细胞两类。单细胞真菌呈圆形或卵圆形，称为酵母菌;多细胞真菌由菌丝和孢子组成，并交织成团，称丝状菌或霉菌。
真菌生长的最适的温度为22～28℃，最适的pH值为4～6。其繁殖能力强，但生长速度比细菌慢，常需1-4周才形成菌落。真菌对热的抵抗力不强，一般加热60~70℃ 1小时即被杀死，但对干燥、日光、紫外线和一些化学消毒剂有抵抗力，但对2.5%碘酒、10%甲醛则较敏感。
1. 霉菌
霉菌是丝状真菌的俗称，意即"发霉的真菌"，它们往往能形成分枝繁茂的菌丝体，但又不象蘑菇那样产生大型的子实体。
(1)霉菌的形态、大小和结构
构成霉菌营养体的基本单位是菌丝。菌丝是一种管状的细丝，把它放在显微镜下观察，很像一根透明胶管，它的直径一般为3-10微米，比细菌的细胞约粗几倍到几十倍。菌丝可伸长并产生分枝，许多分枝的菌丝相互交织在一起，就叫菌丝体。
(2)霉菌的繁殖
霉菌有着极强的繁殖能力，而且繁殖方式也是多种多样的。在自然界中，霉菌主要依靠产生形形色色的孢子进行繁殖。孢子有点像植物的种子，不过数量特别多，特别小。
霉菌的孢子具有小、轻、干、多，以及形态色泽各异、休眠期长和抗逆性强等特点，每个个体所产生的孢子数，经常是成千上万的'，有时竟达几百亿、几千亿甚至更多。这些特点有助于霉菌在自然界中随处散播和繁殖。对人类的实践来说，孢子的这些特点有利于接种、扩大培养、菌种选育、保藏和鉴定等工作，对人类的不利之处则是易于造成污染、霉变和易于传播动植物的霉菌病害。
(3)霉菌的菌落
由于霉菌的菌丝较粗而长，因而霉菌的菌落较大，有的霉菌的菌丝蔓延，没有局限性。菌落质地一般比较疏松，外观干燥，不透明，呈现或紧或松的蛛网状、绒毛状或棉絮状;菌落与附着物的连接紧密，不易挑取;菌落正反面的颜色和边缘与中心的颜色常不一致。
2. 酵母菌
酵母菌在自然界中分布很广，尤其喜欢在偏酸性且含糖较多的环境中生长，例如，在水果、蔬菜、花蜜的表面和在果园土壤中最为常见。
(1)酵母菌的形态、大小和结构
酵母菌是单细胞真核微生物。酵母菌细胞的形态通常有球形、卵圆形、腊肠形、椭圆形、柠檬形或藕节形等。比细菌的单细胞个体要大得多，一般为1-5微米×5-30微米。
酵母菌具有典型的真核细胞结构,有细胞壁、细胞膜、细胞核、细胞质、液泡、线粒体等。
(2)酵母菌的繁殖
酵母菌有多种繁殖方式，包括无性繁殖和有性繁殖。有人把只进行无性繁殖的酵母菌称作"假酵母"，而把进行有性繁殖的酵母菌称作"真酵母"。
(3)酵母菌的菌落
大多数酵母菌的菌落特征与细菌相似，但比细菌菌落大而厚，菌落表面光滑、湿润、粘稠，容易挑起，菌落质地均匀，正反面和边缘、中央部位的颜色都很均一，菌落多为乳白色，少数为红色，个别为黑色。
微生物重点知识
一. 微生物的营养要求
微生物生长繁殖所需的营养物质主要有水、碳源、氮源、无机盐和生长因子等。
1. 水
水是各种生物细胞必需的。水是良好的溶剂，微生物的新陈代谢过程中的一切生化反应都离不开水的作用。
2. 碳源
碳源是合成菌体成分的原料，也是微生物获取能量的主要来源。整体上看来，微生物可以利用的碳源范围极广，分为有机碳源和无机碳源两大类。凡必须利用有机碳源的微生物就是异养微生物，凡能利用无机碳源的微生物就是自养微生物。糖类是最广泛利用的碳源。
3. 氮源
氮源主要是供给合成菌体结构的原料，很少作为能源利用。与碳源相似，微生物作为一个整体来说，能利用的碳源种类十分广泛。某些微生物(如固氮菌)能利用空气中分子态的氮或利用无机氮化物如铵盐、硝酸盐合成有机氮化物。
4. 无机盐类
无机盐主要可为微生物提供除碳、氮以外的各种重要元素。微生物需要的无机盐类很多，主要有P、S、K、Na、Ca、Mg、Fe等，其主要功能为构成菌体成分;调节渗透压;作为某些酶的成分，并能激活酶的活性等。
5. 生长因子
有些微生物虽然供给它适合的碳源氮源和无机盐类，仍不能生长，还要供给一定量的所谓“生长因子”。其种类很多，主要是B族维生素的化合物等。生长因子可以从酵母浸出液、血液或血清中获得。
二. 微生物的营养类型
根据微生物对碳源的要求不同，可将其分为自养菌和异养菌两大营养类型。
凡能利用无机碳合成菌体内有机碳化物的，叫自养菌;不能利用无机碳而需要有机碳才能合成菌体内有机碳化物的，为异养菌。
根据其生命活动所需能量的来源不同，可分为光能营养菌和化能营养菌。前者是从光线中获得能量，后者则从化学物质氧化中取得能量。
因此，根据微生物所需的碳源和能源不同，可将微生物分为光能自养菌、光能异养菌、化能自养菌、化能异养菌等四类。
1、微生物的定义
什么是微生物呢？所谓微生物是指个体微小，必须借助于显微镜才能看清它们外形的一群低等的、原始的微小生物，如细菌。（体型微小，必须借助于光学显微镜或电子显微镜才能看到它们的结构，结构简单，有的具有细胞构造，有的甚至没有细胞构造，生长繁殖快，对物质具有非常强烈的转化作用；容易引起变异，以致微生物的种类特别繁多，并且新的种类还在不断产生；数量多，分布广，对自然环境的适应性强，以致在自然界的任何地方如土壤、空气、水以及人和动植物体上都有微生物生活或生存）
2、微生物的特点
微生物是结构简单、繁殖快、分布广、个体最小的生物。
2.1结构简单：微生物多数是单细胞；
2.2生长旺，繁殖快（大肠杆菌在它的适宜37-44℃之间，20-30分钟繁殖一代）
2.3分布广.种类多（10万多种）：自然界中到处都有，如水、空气、土壤等。
2.4个体小：小于0.1mm。在形态上，个体微小，肉眼看不见，需用显微镜观察，细胞大小以微米和纳米计量。
2.5适应性强，易变异。相对于高等生物而言，较容易发生变异。在所有生物类群中，已知微生物种类的数量仅次于被子植物和昆虫。微生物种内的遗传多样性非常丰富。
2.6代谢活性强，转化快。
3、微生物的分类
葡萄球菌
酵母菌芽痕
棒状杆菌大肠杆菌
大肠杆菌放线杆菌
分裂的大肠杆菌黑曲霉
黑曲霉弧状菌
脚气真菌酵母菌
蜡状芽孢杆菌链球菌
面包酵母啤酒酵母
球菌沙门氏菌
食品中微生物的污染源
水、空气、土壤、人和动植物
4、微生物在自然界的分布
自然界中微生物的分布极为广泛，水中、高山、海底、荒漠、极地、空气等到处都生存着各种各样、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养基，它具备微生物正常发育所必须的一切条件：土壤中含有一定的无机物和有机物；
土壤中含有适当的水分；大多数中性偏碱,适合大多数微生物生长；
土壤中还含有气体，主要是CO2、O2和N2；
温度变化不大（10-25℃）。
土壤中的微生物
土壤中含有大量的微生物，土壤中的细菌来自天然生活在土壤中的自养菌和腐物寄生菌以及随动物排泄物及其尸体进入土壤的细菌。
土壤中微生物的分布：表层受日光照射和干燥的影响，不利于其生存，所以细菌数量少，离地面10-20厘米土层微生物最多.土层越深，菌数越少。
水中的微生物
水也是微生物存在的天然环境，水中的细菌来自土壤、尘埃、污水、人畜排泄物及垃圾等。水中微生物种类及数量因水源不同而异。
受到污染的水中含有大量的有机物，适合微生物的生存。静水中的微生物多，流水中的少；离岸近处微生物多，离岸远处少；经过大城市的河流，水受到污染，含有大量的粪便.并含有大量的致病菌。
水中的微生物
井水和泉水中细菌少，雨水、雪水中也少，城市上空的雨水细菌多，乡村上空雨水细菌少。
国家规定，自来水中，细菌总数每毫升不得超过100个，大肠菌群不得超过3个/升
空气中的微生物
空气中由于缺乏营养物质、干燥及日光的照射，大部分的微生物被杀死，所以，空气中没有微生物生长发育的条件。但由于空气的流动，风的作用，使地面的微生物飞扬到空中，因而，接近地面的空气层，就含有一定的微生物。
虽然空气中的微生物数量较少，但危害大。因为空气流动快，流动的范围广，影响面大。
空气中的微生物
在冬春季节，更容易发生感冒等传染病，就是因为空气的传播，特别是在公共场所，人多，空气流通差，细菌多；
大城市上空微生物数量最多，乡村少；森林、草地和田野上空空气清洁，海洋、高山、冰雪覆盖的地面上空，微生物更为稀少。雨后空气特别新鲜。
人体中的微生物
人自出生后，外界的微生物就逐渐进入人体。在正常人体皮肤、粘膜及外界相通的各种控道（如口腔、鼻咽腔、肠道和泌尿道）等部位，存在着对人体无害的微生物群，包括细菌、真菌、螺旋体、支原体等。
人体中的微生物
部位常见菌种
皮肤表皮葡萄球菌、类白喉杆菌、绿脓杆菌、耻垢杆菌等
口腔链球菌（甲型或乙型）、乳酸杆菌、螺旋体、梭形杆菌、
白色念球菌、（真菌）表皮葡萄球菌、肺炎球菌、奈瑟氏球菌、类白喉杆菌等
胃正常一般无菌
肠道类杆菌、双歧杆菌、大肠杆菌、厌氧性链球菌、粪链球菌
葡萄球菌、白色念球菌、乳酸杆菌、变形杆菌、破伤风杆菌、产气荚膜杆菌等
鼻咽腔甲型链球菌、奈氏球菌、肺炎球菌、流感杆菌、
乙型链球菌、葡萄球菌、绿脓杆菌、大肠杆菌、变形杆菌等眼结膜皮表葡萄球菌、结膜干燥杆菌、类白喉杆菌等
微生物是一些肉眼看不见的微小生物的总称。但有些微生物是肉眼可以看见的，像属于真菌的蘑菇、灵芝等。
大多数微生物是单细胞生物，如细菌、放线菌、支原体、立克次氏体、衣原体、蓝藻以及酵母菌、单细胞藻类等；少数微生物是多细胞生物，如各种霉菌和大型真菌等。此外，还有一些没有细胞结构的微生物，如病毒，类病毒和朊病毒等。
微生物不仅种类繁多，其在生物圈中分布也是十分广泛的。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种营养物质，是微生物的主要活动场所。动物体表和体内的各种条件适宜微生物生活，也是微生物活动的重要场所。此外，科学家们在营养贫乏的岩石、矿山、荒漠都发现了微生物的踪迹。
从以上对微生物的介绍，我们对微生物有了一定的了解，对于广泛存在于我们生活环境，甚至我们食用的食品也被他们入侵，而我们又无法用肉眼看见的他们，我们该如何对待我们日常食用食品中的微生物呢，他们对于我们来说过是敌还是友呢？
首先，我们先应该探究这些和我们形影不离的微生物会给我们带来怎么样的伤害。
众所周知，微生物是导致传染病流行的最重要的病源之一。在人类疾病中有50%是由病毒引起。如鼠疫,艾滋病,癌症,肺结核、疟疾、霍乱,伊波拉病毒、疯牛病、SARS、禽流感等都是由一些极少部分的微生物所致。世界卫生组织公布资料显示：传染病的发病率和病死率在所有疾病中占据第一位。如1347年的一场由鼠疫杆菌引起的瘟疫几乎摧毁了整个欧洲，有1/3的人(约2500万人)死于这场灾难，在此后的80年间，这种疾病一再肆虐，实际上消灭了大约75%的欧洲人口，一些历史学家认为这场灾难甚至改变了欧洲文化。我国在解放前也曾多次流行鼠疫，死亡率极高。而且还证实，这些病毒还在变异，这就更加增加了对这些疾病研究的困难。全世界虽然已经花费了无法统计的经费，但有些疾病的危害力并没有减小，甚至艾滋病的患者和感染者还在每年成倍增长。人类和病原微生物的斗争也许是一场永远看不到尽头的战争。在疾病的预防和治疗方面，人类取得了长足的进展，但是新现和再现的微生物感染还是不断发生，像大量的病毒性疾病一直缺乏有效的治疗药物。一些疾病的致病机制并不清楚。大量的广谱抗生素的滥用造成了强大的选择压力，使许多菌株发生变异，导致耐药性的产生，人类健康受到新的威胁。一些分节段的病毒之间可以通过重组或重配发生变异，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与前次导致感染的株型发生了变异，这种快速的变异给疫苗的设计和治疗造成了很大的障碍。而耐药性结核杆菌的出现使原本已近控制住的结核感染又在世界范围内猖獗起来。
另外，大部分的微生物具有腐化性，即引起食品气味和组织结构发生不良变化。这也是我们生活中常见的现象。在这些粮食微生物中，数量最大、对粮食危害最为严重的是霉菌及其代谢物。他们在环境适宜的条件下，可以分解粮食中的有机物，使之变质、霉腐，使粮食出现变质、变味、发热、生霉等症状，不但严重粮食安全储存，导致储粮质量劣变，而且还可能产生毒素污染，危急人畜安全。如欧洲的麦角中毒事件曾造成几千人死亡；1960年在英国东南部由于黄曲霉污染引起十万只火鸡死亡；最近中国蒙牛牛奶被检出含强致癌物黄曲霉毒素M1的原因也是因为奶牛饲料因天气潮湿发生霉变,奶牛在食用这些饲料后,原奶中的黄曲霉毒素超标。
微生物不仅对人畜有重大的影响，对环境也是如此。以微生物对水造成的污染为例。微生物侵入水中的方式多种多样，有的是天然存在的，有的是由土壤进入水中，有的是随尘埃一起沉降入水中，还有的是随垃圾、人畜粪便以及某些工业废弃物进入水体。某些病原微生物进入水中之后，会对水体造成污染，引起传染病的流行。而某些微生物则会导致水华、赤潮等现象，对水生动植物的生存造成严重的威胁。
以上，我们对微生物的危害进行了探究，接着我们应该探讨下微生物给人畜及自然界带来的好处。
首先，我们应该意识到不是所有的微生物都会给人类的健康造成威胁，某些微生物也是人类的好朋友。如1929年，青霉素的研究诞生。青霉素能抑制病菌细胞壁的形成，使菌体的新陈代谢
失调，达到抑菌和杀菌的效用。之后科学家们有研制出了很多抗菌素类药物，如链霉素、氯霉素、四环素、卡那霉素、庆大霉素、红霉素等。还有一种叫正常菌群的微生物，他们的营养来自宿主组织细胞的分泌液、脱落细胞，以及某些腔道中的食物碎屑和残渣等。菌群的代谢产物除供给细菌自身利用外，一部分可以被宿主吸收利用。例如，过去外科医生不太重视肠道正常菌群中的大肠埃希氏菌能合成B族维生素和维生素K的功能，所以在肠道手术后为避免发生感染，常用抗生素作预防性治疗。
再者，并不是所有的微生物发酵和腐化现象都对人类的财产和健康造成危害的。抗生素、丁醇、维生素C以及一些风味食品的制备等通过微生物发酵途径生产的。以酸奶为例，利用乳酸菌发酵生产的酸牛乳其营养全面、风味独特，比牛乳更易被人体消化、吸收和利用，许多乳酸菌本身的微生物特性及代谢产物使得酸牛乳具有良好的保健医疗功效，如双歧杆菌及嗜酸乳杆菌等。它可以调节肠道的微生态平衡，抑制有害微生物的生长，防止腹泻的作用，降低胆固醇，提高机体的免疫力，减免乳糖不耐症，促进乳中蛋白质和脂肪的消化，促进人体对乳中钙的吸收，增加维生素，改善矿物质的代谢吸收，调节机体微量元素的平衡，抑制致病菌和抗感染，抗辐射作用，抗高血压作用，抵抗衰老延长寿命，抗变异原性和抗肿瘤作用，分解毒素，防癌抗癌，具有美容作用。在地球化学生物循环中，微生物的腐化和分解作用是关键的一环。微生物作为生产者完成的是无机有机化的过程，直接为更高级的消费者提供营养；作为分解者是更主要的方面，完成的是有机无机化的过程，这个过程在整个地球物质化学循环过程中，一方面又清道夫的功能，是地球保持清洁和状态的恢复；另一方面为其他的生产者和消费者提供营养。
如今，我们常常可以从很多的报刊杂志上看到关于生物技术处理环境污染物的报道。如利用微生物净化污水。微生物通过自身的生命活动可以解除污水的毒害作用，使污水得到净化。利用微生物处理生活垃圾。借助EM复合菌剂的接种发酵，可以消除垃圾中的有害物质，病原菌虫等，达到变废为宝，有效解决了传统的垃圾焚烧或者垃圾填埋所造成的能源损耗、空气污染、土地污染和水污染的问题。利用微生物治理大气污染。微生物用于烟气脱硫，不需高温、高压、催化剂，设备要求简单。利用自养生物脱硫，营养要求低，无二次污染，处理费用为湿法脱硫的50%。
从以上对微生物给人畜和自然界带来的利和弊的讨论，我们应该时刻意识到,在我们的周围和机体内都有其他生命体与我们共存。对于那些对我们的生活造成威胁的微生物我们应该时刻做好防备。既然我们已经认识到微生物是大部分传染病的始作俑者，那么我们就要学会在源头消灭它，在传播途径断绝他。例如，注意个人卫生，勤洗手；多锻炼，增强自身抵抗力；到人多的地方要戴口罩；注意用药，不滥用抗生素。既然我们已经知道环境里弥漫的微生物时刻腐化着我们的食物，那么，我们应该注意自己的饮食健康，如每餐尽量将食物吃完，少吃隔夜饭菜，不吃变质的食品，科学妥善保存好储粮。既然我们已经知道了某些病原微生物会污染水质，那么，政府部门应该加强污水的管理，尤其是医院污水等含有病原微生物的污水的管理，做好水质处理工作和水源的卫生保护，做好积水系统的维护和管理；作为个人，我们平时应该注意不喝生水，饮用水应该经过严格过滤净化并加热烧开方可饮用。
虽然人类与微生物的斗争会无止境地持续下去，但只要我们充分认识到我们所处的环境，利用我们现在的科学技术，正确对待微生物在人类健康中的作用，我们就可以减小微生物对人类的危害，让微生物为人类服务。
㈢ 微生物功能预测的作用
根据已知的微生物基因组数据，对菌群组成的测序数据（典型的如16S rRNA基因的测序结果）进行菌群代谢功能的预测，从而把物种的“身份”和它们的“功能”对应起来。根据菌群代谢功能预测结果，我们一方面能一窥菌群功能谱的概貌，发挥菌群多样性组成谱测序性价比高的优势；另一方面也能帮助指导后续宏基因组De novo鸟枪法测序的实验设计，更合理地筛选用于后续研究的样本。
㈣ 微生物怎么定义的
微生物是一切肉眼看不见或看不清楚的微小生物的总称．人们通常要借助光学显微镜或者电子显微镜才能看清它们的形态和结构.
对于蘑菇，只是人们的习惯分类罢了．
微生物：原核生物，真核生物（原生生物，真菌），非细胞生物等
原核生物：细菌，蓝藻，防线菌，支原体，衣原体，立克次氏体等．
原生生物：原生动物（变形虫，喇叭虫等），原生植物（衣藻等）等单细胞真核生物．
真菌：酵母菌，霉菌，木耳，蘑菇等．
非细胞生物主要是病毒和亚病毒等．
㈤ 何为微生物的营养物质讨论微生物的六类营养要素
微生物的营养物质 nutrient 就是能够满足微生物生长、繁殖和完成各种生理活动所需能量的物质，是微生物维持生命活动的基本物质。
微生物的营养要素：碳源、氮源、能源、生长因子、无机盐、水。
（一）碳源
定义：凡能提供微生物营养所需碳元素的营养源。
微生物碳源谱：
碳源(carbon source)：有机碳源：淀粉、葡萄糖等；无机碳源：Na2CO3 等。葡萄糖、乳糖的二次生长。
对异养微生物而言：碳源同时也是能源
（二）氮源物质
定义：凡能提供微生物营养所需氮元素的营养源。
功能：氮源，一般不作能源。
微生物氮源谱：
速效氮源和迟效氮源
生理碱性、酸性、中性盐
氮源(nitrogen source)：有机氮源：蛋白胨、黄豆粉、玉米浆；无机氮源：NH4NO3、(NH4)2SO4； 速效氮源，迟效氮源。
从微生物所能利用的能源来看，有一个明显的界限。
氨基酸自养型生物：
不需要氨基酸作为氮源，它们能吧非氨基酸类的简单氮源（如尿素，铵盐，硝酸盐和氮气）自行合成所需要的一切氨基酸。含所有的动物和大量的异养微生物。
氨基酸异养型生物：
需要从外界吸收现成的氨基酸做氮源的微生物。含所有的绿色植物和多的种微生物。
（三）能源 (energy source)
定义：能为微生物的生命获得提供最初能量来源的化学物质或辐射能。
化学能：有机物：化能异养微生物的能源
无机物：化能自养微生物的能源
异养微生物的碳源同时也是能源
能源谱 化学物质 辐射能：光能自养和光能异养微生物的能源
功能
单功能：辐射能
双功能：还原态无机养料，如NH4+既是硝酸细菌的能源，又是氮源
三功能：N · C · H · O类营养物质常是异养微生物的能源，碳源兼氮源
（四）生长因子(growth factor)
一类对微生物正常代谢必不可少且又不能从简单的碳、氮源自行合成的所需极微量的有机物。
种类：维生素，氨基酸，核苷酸, 叶酸等
作用：辅酶或酶活化所需
培养基中生长因子来源： 酵母膏、玉米浆、麦芽汁等(复合维生素)。
（五）无机盐
所需浓度在10-3-10-4M的元素为大量元素
所需浓度在10-6-10-8M为微量元素。
主要功能：构成菌体成分；酶活性基组成或维持酶活性；调节渗透压、pH 、Eh；化能自养微生物能源等。
无机盐：提供矿物元素和微量元素。
无机盐的生理功能
（六）水
存在状态：游离态（溶媒）和结合态（结构组成）
生理作用：组成成分；反应介质；物质运输媒体；热的良导体。
水是良好的溶剂；生化反应在水中进行；水的比热大。
㈥ 微生物通路预测中代谢遗传信息处理细胞过程等代表什么
微生物多样研究—16SrRNA基因功能代谢预测
微⽣物多样研究—16SrRNA基因功能代谢预测
1. 16S rRNA基因功能代谢预测
对于微⽣物⽣态学研究，我们最关注的⽆疑是菌群所具备的代谢功能。随着数据分析技术的发展，我们现在已能根据已知的微⽣物基因组数据，对菌群组成的测序数据（典型的如16SrRNA基因的测序结果）进⾏菌群代谢功能的预测，从⽽把物种的“⾝份” 和它们的“功能”对应起来。
根据菌群代谢功能预测结果，⼀⽅⾯能⼀窥菌群功能谱的概貌，发挥菌群多样性组成谱测序性价⽐⾼的优势；另⼀⽅⾯也能帮助指导后续宏基因组Denovo鸟枪法测序的实验设计，更合理地筛选⽤于后续研究的样本。
2. PICRUSt功能预测分析
PICRUSt（PhylogeneticInvestigation of Communities by Reconstruction of Unobserved States）是由美国哈佛⼤学的CurtisHuttenhower课题组开发的菌群代谢功能预测⼯具，通过将现有的16SrRNA基因测序数据与代谢功能已知的微⽣物参考基因组数据库相对⽐，从⽽实现对细菌和古菌代谢功能的预测；预测过程中还考虑了不同物种16SrRNA基因拷贝数的差异，并对原始数据中的物种丰度数据进⾏校正，使预测结果更准确可靠。
分析的总体思路如下：
先根据已测微⽣物基因组的16SrRNA基因全长序列，推断它们的共同祖先的基因功能谱；
对Greengenes 16SrRNA基因全长序列数据库中其它未测物种的基因功能谱进⾏推断，构建古菌和细菌域全谱系的基因功能预测谱；
将测序得到的16S rRNA基因序列数据与Greengenes数据库⽐对，寻找每⼀条测序序列的“参考序列最近邻居”，并归为参考OTU；
根据“参考序列最近邻居”的rRNA基因拷贝数，对获得的OTU丰度矩阵进⾏校正；
最后，将菌群组成数据“映射”到已知的基因功能谱数据库中，实现对菌群代谢功能的预测
PICRUSt能将16SrRNA基因序列在3种功能谱数据库中进⾏预测，即KEGG、COG和Rfam。
代谢（Metabolism）
遗传信息处理（Genetic Information Processing）
环境信息处理（Environmental InformationProcessing）
细胞进程（Cellular Processes）
⽣物体系统（Organismal Systems）
⼈类疾病（Human Diseases）
每⼀类代谢通路⼜被进⼀步划分为多个等级。⽬前，第⼆等级⼀共包括45种代谢通路⼦功能，第三等级即对应代谢通路图，⽽第四等级则对应代谢通路上各个KO（KEGGorthologous groups，KEGG直系同源基因簇）的具体注释信息。
根据PICRUSt的预测结果，可以获得每样本对应于各功能谱数据库的注释信息，以及预测得到的功能类群的丰度矩阵。
KEGG功能预测：
通过OTU聚类分析，得到的OTU代表序列与Greengenes数据库⽐对，得到KEGGpathway 3个层级和丰度表。
COG功能预测：
通过OTU聚类分析，得到的OTU代表序列与Greengenes数据库⽐对，得到COG orthology和function丰度表。
利⽤丰度表信息完成各类可视化结果展⽰。
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微生物多样研究—16SrRNA基因功能代谢预测
微⽣物多样研究—16SrRNA基因功能代谢预测
1. 16S rRNA基因功能代谢预测
对于微⽣物⽣态学研究，我们最关注的⽆疑是菌群所具备的代谢功能。随着数据分析技术的发展，我们现在已能根据已知的微⽣物基因组数据，对菌群组成的测序数据（典型的如16SrRNA基因的测序结果）进⾏菌群代谢功能的预测，从⽽把物种的“⾝份” 和它们的“功能”对应起来。
根据菌群代谢功能预测结果，⼀⽅⾯能⼀窥菌群功能谱的概貌，发挥菌群多样性组成谱测序性价⽐⾼的优势；另⼀⽅⾯也能帮助指导后续宏基因组Denovo鸟枪法测序的实验设计，更合理地筛选⽤于后续研究的样本。
㈦ 微生物碳源谱
碳源和氮源很多的,要具体看哪种微生物的.
一般来说,碳源都是碳水化合物,氮源是蛋白质类的,某些特殊的细菌可以利用空气中的氮气作为氮源.
㈧ 怎么分析微生物群落结构和多样性
微生物群落的种群多样性一直是微生物生态学和环境学科研究的重点。近几年来，微生物群落结构成为研究的热点。首先，群落结构决定了生态功能的特性和强弱。其次，群落结构的高稳定性是实现生态功能的重要因素。再次，群落结构变化是标记环境变化的重要方面。因此，通过对目标环境微生物群落的种群结构和多样性进行解析并研究其动态变化，可以为优化群落结构、调节群落功能和发现新的重要微生物功能类群提供可靠的依据。
从年代上来看，微生物群落结构和多样性解析技术的发展可以分为三个阶段。20世纪70年代以前主要依赖传统的培养分离方法，依靠形态学、培养特征、生理生化特性的比较进行分类鉴定和计数，对环境微生物群落结构及多样性的认识是不全面和有选择性的，方法的分辨水平低。在70和80年代，研究人员通过对微生物化学成分的分析总结出了一些规律性的结论，从而建立了一些微生物分类和定量的方法即生物标记物方法，对环境微生物群落结构及多样性的认识进入到较客观的层次上。在80和90年代，现代分子生物学技术以DNA为目标物，通过rRNA基因测序技术和基因指纹图谱等方法，比较精确地揭示了微生物种类和遗传的多样性，并给出了关于群落结构的直观信息。
1 传统培养分离方法
传统培养分离方法是最早的认识微生物群落结构和多样性的方法，自1880年发明以来一直到
现在仍被广泛使用。传统培养分离方法是将定量样品接种于培养基中，在一定的温度下培养一定的时间，然后对生长的菌落计数和计算含量，并通过在显微镜下观察其形态构造，结合培养分离过程生理生化特性的观察鉴定种属分类特性。培养分离方法采用配比简单的营养基质和固定的培养温度，还忽略了气候变化和生物相互作用的影响，这种人工环境与原生境的偏差使得可培养的种类大大减少(仅占环境微生物总数的0.1%～10%[1])。而且，此方法繁琐耗时，不能用于监测种群结构的动态变化。
2 群落水平生理学指纹方法(CLPP)
通常认为微生物所含的酶与其丰度或活性是密切相关的。酶分子对于所催化的生化反应特异性很高，不同的酶参与不同的生化反应。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质，则这种酶-底物可作为此群落的生物标记分子之一，标记了某种群的存在。由Garlan和Mills[2]于1991年提出的群落水平生理学指纹方法(CLPP)是通过检测微生物样品对底物利用模式来反映种群组成的酶活性分析方法。具体而言，CLPP分析方法就是通过检测微生物样品对多种不同的单一碳源基质的利用能力，来确定那些基质可以作为能源，从而产生对基质利用的生理代谢指纹。由BIOLOG公司开发的BIOLOG氧化还原技术，使得CLPP方法快速方便。商业供应的BIOLOG微平板分两种：GN和MT，二者都含有96个微井，每一
128 生态环境 第14卷第1期（2005年1月）
微井平板的干膜上都含有培养基和氧化还原染料四唑[3]。其中，BIOLOG的GN微平板含有95种不同碳源和一个无碳源的对照井，而MT微平板只含有培养基和氧化还原染料，允许自由地检测不同的碳源基质[3]。检测的方法是：将处理的微生物样品加入每一个微井中，在一定的温度下温育一定的时间(一般为12 h)，在温育过程中，氧化还原染料被呼吸路径产生的NADH还原，颜色变化的速率取决于呼吸速率，最终检测一定波长下的吸光率进行能源碳的利用种类及其利用程度的分析[4]。
BIOLOG方法能够有效地评价土壤和其它环境区系的微生物群落结构[3~6]。其优点是操作相对简单快速，而且少数碳源即能区别碳素利用模式的差别[5]。然而，BIOLOG体系仅能鉴定快速生长的微生物，而且，测试盘内近中性的缓冲体系、高浓度的碳源及有生物毒性的指示剂红四氮唑(TTC)使得测试结果的误差进一步增大。姚槐应[5]的研究表明，应根据测试对象的特点（例如pH，碳源利用类型及利用能力）改进BIOLOG体系，并且，有必要研究更好的指示剂来取代TTC。
3 生物标记物方法
生物标记物(Biomakers)通常是微生物细胞的生化组成成分，其总量通常与相应生物量呈正相关。由于特定结构的标记物标志着特定类型的微生物，因此一些生物标记物的组成模式(种类、数量和相对比例)可作为指纹估价微生物群落结构。由于分类的依据是从混合微生物群落中提取的生化组成成分，潜在地包括所有的物种，因而具有一定的客观性。并且分析简便快速，适于定性甚至半定量地检测微生物体系的动态变化。20世纪80年代以来常用于研究微生物群落结构的生物标记物方法包括：醌指纹法(Quinones Profiling)、脂肪酸谱图法(PLFAs和WCFA-FAMEs)。测定时，首先使用合适的提取剂提取环境微生物样品中的这些化合物并加以纯化，然后用合适的溶剂制成合适的样品用GC或LC检测，最后用统计方法对得到的生物标记物谱图进行定性定量分析。
3.1 醌指纹法(Quinones Profiling)
呼吸醌广泛存在于微生物的细胞膜中，是细胞膜的组成成分，在电子传递链中起重要作用[7]。醌的含量与土壤和活性污泥的生物量呈良好的线性关系的研究表明，醌含量可用作微生物量的标记[8]。有两类主要的呼吸醌：泛醌(ubiquinone, UQ)即辅酶Q和甲基萘醌(menaquinone,MK)即维生素K[9]。醌可以按分子结构在类(UQ和MK)的基础上依据侧链含异戊二烯单元的数目和侧链上使双键饱和的
氢原子数进一步区分。研究表明，每一种微生物都含有一种占优势的醌[7]，而且，不同的微生物含有不同种类和分子结构的醌[9]。因此，醌的多样性可定量表征微生物的多样性，醌谱图（即醌指纹）的变化可表征群落结构的变化。
用醌指纹法描述微生物群落的参数[7]有：(1)醌的类型和不同类型的醌的数目；(2)占优势的醌及其摩尔分数含量；(3)总的泛醌和总的甲基萘醌的摩尔分数之比；(4)醌的多样性和均匀性；(5)醌的总量等。对两个不同的群落，由上述分析所得数据可以计算出另一个参数____非相似性指数(D)，用于定量比较两个群落结构的差异。
醌指纹法具有简单快速的特点，近几年来广泛用于各种环境微生物样品(如土壤，活性污泥和其它水生环境群落)的分析。
考察了醌指纹法分析活性污泥群落的分析精度，证明此方法是一种可靠的分析方法。然而，醌指纹法也存在一定的局限性，它不能反映具体哪个属或哪个种的变化。 3.2 脂肪酸谱图法(PLFAs、WCFA-FAMEs和其它方法)
从微生物细胞提取的脂肪类生化组分是重要的生物量标记物，例如，极脂(磷脂)、中性脂类(甘油二酯)可分别作为活性和非活性生物量的标记物[10]。更重要的是，提取脂类的分解产物____具有不同分子结构的混合的长链脂肪酸，隐含了微生物的类型信息，其组成模式可作为种群组成的标记。多种脂肪酸谱图法广泛用于土壤、堆肥和水环境微生物群落结构的分型和动态监测[11~13]。
常用的脂肪酸谱图法可分为两种：磷脂脂肪酸(PLFAs)谱图法和全细胞脂肪酸甲酯(WCFA-FAMEs)谱图法[14]。二者分析的对象实质上都是脂肪酸甲酯，不同之处在于提取脂肪酸的来源不同。磷脂脂肪酸(PLFAs)谱图法提取的脂肪酸主要来源于微生物细胞膜磷脂即来源于活细胞，全细胞脂肪酸甲酯(WCFA-FAMEs)谱图法提取的脂肪酸来源于环境微生物样品中的所有可甲基化的脂类即来源于所有的细胞（包括活细胞和死细胞）。因此，磷脂脂肪酸(PLFAs)谱图法的优点在于准确，可靠；全细胞脂肪酸甲酯(WCFA-FAMEs)谱图法的优点在于提取简捷，所需样品量少。对多个环境微生物样品分析而言，先用WCFA-FAMEs谱图法预先筛选再用PLFAs法进行分析是提高效率的较佳选择。
脂肪酸谱图分析包括两种形式：一种是脂肪酸，采用GC分析仪达到分离不同结构的分子的目的；另一种是脂肪酸甲基化产物____脂肪酸甲酯，采用GC-MS分析仪进行不同分子的分离和鉴定。
㈨ 微生物与环境因子的cca，rda图怎么看
微生物多样性的研究涉及农业、土壤、林业、海洋、矿井、人体医学等诸多领域。以在医疗领域的应用为例，通过比较正常和疾病状态下或疾病不同进程中人体微生物群落的结构和功能变化，可以对正常人群与某些疾病患者体内的微生物群体多样性进行比较分析，研究获得人体微生物群落变化同疾病之间的关系；通过深度测序还可以快速地发现和检测常见病原及新发传染病病原微生物。
㈩ 土壤微生物聚类分析核心微生物图怎么看
微生物物种多样性主要从对微生物类群即细菌、
真菌和放线菌这三大类群的数量及其比例组成来描述微生物多样性，
或者按照微生物在生态系统中的作用将其划分成不同的功能群(function group)，
通过某一功能群中物种的分类及其数量来研究土壤微生物多样性，
如对土壤中的产甲烷细菌、固氮菌、根瘤菌等的多样性进行研究。