1、微生物基礎閔紅陜西省食品藥品檢驗所2015年8月15日內容提要一、 微生物概論二、 原核微生物形態與結構三、真核微生物形態與結構四、微生物分類五、微生物鑒定六、 微生物營養一、微生物概論1. 微生物概念微生物（microorganism）是對所有形體微小，單細胞或結構較為簡單的多細胞，甚至無細胞結構的低等生物的統稱2. 微生物特點體積小，比表面積大吸收多，轉化快生長旺，繁殖快適應強，易變異種類多，分布廣3.微生物分類微生物的三大類群原核微生物、真核微生物、非細胞微生物二、原核微生物形態和結構古生菌細菌三菌 放線菌原核微生物藍細菌支原體三體 立克次氏體衣原體原核微生物：一類無真正細胞核的單個細胞

2、或類似于細胞的簡單組合結構的微生物。1. 細菌概念細菌是一類個體微小、具有細胞壁的單細胞原核微生物。2.細菌形態與大小球菌2.細菌形態與大小桿菌2.細菌形態與大小螺旋菌2.細菌形態與大小2.細菌形態與大小3.細菌的細胞結構3.細菌的細胞結構革蘭氏陽性細菌與陰性細菌細胞壁構造圖G+：肽聚糖30-95，立體網狀結構磷壁酸（PO43-）G：外壁層；脂多糖磷脂；內壁層，肽聚糖5-203.細菌的細胞結構 莢膜 鞭毛3.細菌的細胞結構 芽孢某些細菌在其生長發育的后期，細胞質濃縮凝集，可在細胞內形成一個圓形或橢圓形的抗逆性休眠體。4.細菌菌落特征菌落(colony)：將單一微生物細胞或一小堆同種微生物細胞接

3、種到固體培養基表面，當它占有一定空間并給予適宜的培養條件，該細胞就會迅速生長繁殖。結果形成以母細胞為中心，肉眼可見并有一定形態構造的子細胞集團。菌落表述：大小、形狀、隆起、邊緣、顏色(透明)、質地(濕潤、光滑、粘稠、易挑起、質地均勻)三、真核微生物形態和結構真核微生物：是細胞核具有核膜、核仁，能進行有絲分裂，細胞質中存在線粒體或同時存在葉綠體等多種細胞器的一類微生物。酵母菌（單細胞真菌）真菌 霉菌（絲狀真菌）蕈菌（大型真菌）真核微生物微藻類原生動物1.酵母菌特性個體一般以單細胞狀態存在；多數為出芽繁殖，也有裂殖；能發酵糖類產能；細胞壁常含甘露聚糖；喜在含糖量較高、偏酸性環境生長2.酵母菌細胞形

4、態出芽生殖芽痕3.酵母菌菌落特征與細菌相似，較細菌大而厚，圓形，光滑濕潤，粘性，易用針挑起，顏色單調(多為乳白色、少數紅色)、常有酒香味4.霉菌特性絲狀真菌的一個通俗名稱，意即“發霉的真菌”。霉菌的營養體由菌絲構成，菌絲無限生長并產生分枝，分枝的菌絲相互交錯在一起，形成菌絲體。5.霉菌細胞結構6.霉菌菌落特征霉菌細胞呈絲狀，在固體培養基上形成營養菌絲和氣生菌絲。霉菌菌落較酵母菌大，質地疏松，外觀干燥，不透明，呈現或蛛網狀、絨毛狀或棉絮狀。菌落與培養基連接緊密，不易挑取，常有霉味。四.微生物分類能被觀察的一些表型特征細菌在進化中的關系人為分類法自然分類法 人為分類(artificial clas

5、sification)，又稱為傳統分類。是選擇一些較為穩定的生物學性狀，如菌體形態與結構、染色性、培養特性、生化反應、抗原性等作為分類的基礎。并借助計算機將擬分類的細菌按其性狀的相似程度進行歸類。 自然分類(natural classification)，是根據組成細菌的大分子(核酸、蛋白質等)同源程度進行分類。包括DNA堿基組成、核酸分子雜交和16S rRNA同源性分析，揭示了細菌進化的信息。1.微生物分類單元分類單位與普通生物相同界(Kingdom)門(Phylum或Division)綱(C1ass)目(Order)科(Family)屬（Genus）種(Species)1.微生物分類單元在

6、主要分類單位之間加入次要分類單位如:亞門(Subdivision)亞綱(Subclass)亞屬(Subbgenus)亞種(Subspecies)變種(Varieta)有時還在種屬之間加族(Tribe)1.微生物分類單元種:親緣關系較近的微生物有機體之集合，它們在進化發育階段上有一定的共同形態和生理特征。現代分類學規定種內菌株的DNA同源性自然界在的較小的同種微生物的同類。菌株屬同種源同的的培養物，其單分物的代菌株。2.細菌分類系統目前國際上最負盛名的細菌分類鑒定系統是伯杰氏細菌鑒定手冊（Bergeys manual of DeterminativeBacteriology）并不強調細菌在進化中

7、的相互關系，其目的在于提供為細菌鑒定用的系統。2.細菌分類系統細菌鑒定（）營養類和進行合作將其分為合細菌門和合細菌門根據形態、生理生化、生態特征、染色有無將細菌分為1分科的分形態為主屬和種的分生理生化為主，結合生態特征，細胞DNAGCmol等。2.細菌分類系統伯杰細菌鑒定手冊的檢索表（第八版為例）十九個部分的檢索表亞目和科的檢索表科內（或科）的檢索表屬內（或屬）各種的檢索表補遺（屬或種）等Bergeys Manual of Determinative Bacteriology is a departure from past editions thatattempted, usually in

8、adequately, to combine systematic and determinative information.Systematic information will continue to be found in Bergeys Manual of SystematicBacteriology, with the Determinative manual serving as a reference to aid in theidentification of unknown bacteria.The arrangement of the book is strictly p

9、henotypic, with no attempt to offer a naturalhigher classification. The arrangement chosen is utilitarian and is intended to aid in theidentification of bacteria. The bacteria are divided into 35 groups, which arecomparable to the “Parts” in the eighth edition and the “Sections” in the Systematicvol

10、umes. These groups are not meant to be formal taxonomic ranks, but are acontinuation of our tradition of dividing the bacteria into easily recognized phenotypicgroups. We feel this arrangement is most useful for diagnostic purposes.The book was compiled by abstracting the phenotypic information cont

11、ained in the fourvolumes of Bergeys Manual of Systematic Bacteriology. Introductory materialconcerning identification and a key to the groups were added. The past decade has seenan explosion in the description of new taxa of bacteria. We have attempted to include asmany of them as possible, but, in

12、a manual of this type with its varied productionschedule, not all of the new taxa could be included. For inclusion in this manual, wehad to set a cut-off date of January, 1991, for valid publication. In some cases, we havebeen able to include more recent taxa and have taken their descriptions2.細菌分類系

13、統 “細菌鑒定”時為“系統細菌學(Bergeys Manual of SystematicBacteriology )”( Holt et al.，1984-1989)一。 2001 二，2012 5 5 (菌)的，“”二成。2.細菌分類系統 “”二的分類理論基礎為Woese等的生三系統-菌( Archaea )、細菌( Bacteria ) 和真核生物(Eucarya)，將分類學在16S rRNA 基系統發育學的基礎上，內包括菌和細菌的分類系統。 “”了菌和細菌的24 門，其菌和細菌的23 門分發“”1、2、3、4 ，一門，菌門(Actinobacteria)，發5 ，分為A、B ，Mich

14、ael Goodfellow 等主。3.真菌分類系統 真菌分類系統復雜和繁亂，曾應用過的真菌分類系統有De Bary 系統(1884 年)、Gaumann 系統(1962 年)、Martin 系統(1950 年)、Whittaker 系統(1969 年)和Ainsworth 系統(1973年) 進入分子生物學時代后，真菌的分類學研究異常活躍，在Ainsworth 系統發表以后的30多年里，有10多個重要的分類系統陸續發表 目前通用的真菌分類學詞典為2008年第10 版真菌詞典(Dictionary of the Fungi) ，該書收錄并描述了大約10萬種真菌，而且有文字記錄的真菌名稱多達40

15、萬，其中包括大量的同物異名，此外，還有上百萬種真菌有待于鑒定和分類3.真菌分類系統 傳統真菌分類原則：以形態學特征為主，生理生化、細胞化學和生態等特征為輔 傳統真菌分類的局限性： 真菌種類繁多、形態特征復雜，形態學鑒定缺乏統一的描述、統一的標準，具有較大的主觀性； 少數菌種形態特征和生理生化指標受多種因素的影響而不穩定。3.真菌分類系統 分子生物學技術將核酸和蛋白質等分子生物學性狀用來探索真菌種、屬、科、目、綱、門等各級分類單元的進化和親緣關系，彌補了傳統分類的不足，使人們對真菌系統分類的認識更加接近于客觀實際 分子生物學技術：DNA-DNA雜交、DNA堿基比例（G+Cmol%）、限制性內切片

16、段圖譜、DNA探針、18S rRNA序列、脂肪酸組分分析、脈沖場凝膠電泳技術（PFGE）和多位點序列分析（MLST）等五、微生物鑒定微生物鑒定是借助現有的微生物分類系統，通特征定，定的、或發現的、或分類位的細菌所應歸屬分類的程。1.微生物鑒定依據-表型特征微生物分類中使用的表型特征特征分類培養物 菌落形態(菌落顏色、性狀、大小和產色素)細胞形態(細胞大小、細胞形態、鞭毛類型、內容物、革蘭氏染色、芽孢和抗酸染色、孢子形成模式)形態學生理學 氧氣耐受性、pH范圍、最適溫度和范圍、耐鹽性生化反應 碳源利用、碳水化合物的氧化或發酵、酶的模式抑制性 膽鹽耐受性、抗生素敏感性、染料耐受性血清學化學分類 脂

17、肪酸構成、微生物毒素、全細胞組成生態學 微生物來源凝集反應、熒光抗體形態學形態特征是細菌鑒定的重要依據之一，原因：易于觀察，尤其是具有特殊形態結構的細菌；是多基因表達，具有相對的穩定性。缺點：形態學鑒定一般只能作為微生物的初步鑒定。形態觀察要選擇培養18-24h的幼齡菌。形態學光鏡：細菌的基本外形（大小、形狀、排列）特殊結構（芽胞、鞭毛、莢膜）繼普通光學顯微鏡，陸續出現熒光顯微鏡、相差顯微鏡、激光共聚焦顯微鏡和視屏顯微鏡電鏡：觀察微生物細胞的細微結構和亞顯微結構。生理學特征氧氣耐受性：氧對細菌繁殖、生理生化反應影響很大，根據各類細菌對氧的要求分為專性好氧、專性厭氧、兼性厭氧和微需氧最適溫度和范

18、圍：不同的微生物有高溫、中溫、低溫類群存在，根據微生物生長的最適溫度，可分為低溫型微生物(10-20)、中溫型微生物(20-40)和高溫型微生物(50-60)pH范圍:多數細菌喜歡中性或微堿性環境、真菌喜歡酸性環境、放線菌喜歡堿性環境生理學特征耐鹽性：嗜鹽類群最適生長鹽(NaCl) 實例淡水微生物非嗜鹽微生物 0.2mol/L弱嗜鹽微生物 0.2-0.5mol/L 大多數海洋微生物中等嗜鹽微生物 0.5-2.5mol/L 某些細菌和藻類極端嗜鹽微生物 2.5-5.2mol/L 鹽桿菌和鹽球菌耐鹽微生物耐受范圍0.2- 金黃色葡萄球菌和其它葡2.5mol/L 萄球菌，耐鹽酵母菌生化反生化反應作為

19、細菌鑒定依據的原因：生理生化特征與細菌的酶與蛋白質有關酶與蛋白質都是基因產物，測定細菌生理生化特征也是間接測定細菌的基因容易測定(與直接分析基因組比)生化反注意：不少生理生化特征是染色體外的遺傳因子編碼 影響生理生化特征表達的因素比較復雜 細菌鑒定時，需與其他特征，特別是基因型特征綜合分析，否則易導致假陰性或假陽性結果生化反糖、醇代謝試驗糖、醇發酵試驗、乙酰甲基甲醇試驗（VP試驗）、甲基紅試驗（MR試驗）、-半乳糖苷酶試驗、葡萄糖氧化發酵試驗（O/F試驗)、石蕊牛奶試驗等生化反氨基酸、蛋白質代謝試驗靛基質試驗、硫化氫產生試驗、尿素酶試驗、明膠液化試驗、氨基酸脫羧酶試驗、精氨酸雙水解酶試驗、苯丙

20、氨酸脫氨酶試驗等生化反碳源和氨源利用試驗枸櫞酸鹽利用試驗、丙二酸鹽利用試驗、其他有機酸鹽利用試驗等生化反酶類試驗氧化酶試驗、細胞色素氧化酶試驗、觸酶試驗、硝酸鹽還原試驗、硝酸鹽還原產氣試驗、血漿凝固酶試驗、耐熱性脫氧核糖核酸試驗、磷酸酶試驗、卵磷脂酶試驗、卵黃沉淀試驗生化反其他試驗3%氫氧化鉀試驗、氰化鉀試驗、綠膿菌素試驗、42生長試驗等學 概念：異體大分子蛋白質或其他物質進入動物體內，能刺激機體增生丙球蛋白或致敏細胞。前者稱抗原，所增生的丙球蛋白稱為抗體。抗原與相應的抗體之間能產生的特異性結合反應，因為抗原主要存在于血清中，所以將體外發生的抗原抗體結合反應稱為血清學試驗。 如根據O抗原、H抗

21、原與Vi抗原將沙門菌屬分為2000個血清型。學 凝集試驗：細菌、細胞等顆粒性抗原或表面覆蓋抗原的顆粒狀物質，與相應抗體混合后，在電解質存在下，抗原和抗體結合，凝集成肉眼或顯微鏡可觀察到的團塊。 熒光抗體試驗：以熒光色素標志抗體和抗原，使與相應抗原或抗體發生特異性結合，并借助熒光顯微鏡觀察產生熒光的抗原抗體反應。學局限性：只是對細菌抗原大分子表面構型進行分析比較，受抗原空間構形的限制無法深入分析主要適用范圍：抗原結構同源性高的微生物種內血清型的分類鑒定基本不用于屬以上單位的分類及鑒定化學分類 細菌化學分類法通過化學測定，獲得各細菌組分的化學數據，依據得到的化學成分數據在種的水平上對細菌做出精確鑒

22、定。 屬的分類主要測定各種氨基酸組分。另外，還有全細胞水解液糖型分析、脂肪酸分析、磷酸類脂成分分析、枝菌酸分析、醌類分析和光合色素成分分析等，常使用紅外光譜、氣相色譜、高效液相色譜和質譜等新技術。化學分類法 傅里葉變換紅外光譜法以未損傷細胞的傅里葉變換紅外光譜的特殊指紋區為基礎 不同微生物細胞壁、細胞膜、細胞質與細胞核含有不同的蛋白質、多糖、脂質、核酸及其它生物大分子，由于微生物中生物大分子的復雜性，不同微生物經過FT-IR光譜分析后有其獨特的指紋圖譜，因此FT-IR法可作為一種進行微生物快速鑒定，分類和大范圍篩選的新技術化學分類質譜法進行微生物鑒定具有以下特點： 鑒定速度快：在數分鐘內就可獲

23、得鑒定結果 準確率高：比常規微生物生化鑒定法準確率高； 操作簡便：只需要簡單的操作就可進行鑒定 菌庫大：較生化鑒定可鑒定的微生物種類更多，對一些用常規法難鑒定的微生物鑒定效果較好化學分類 細菌鑒定的質譜技術包括：氣相色譜與質譜聯用(GS-MS)技術、MALDI-TOF MS技術、基于PCR 產物的ESI-MS 技術等 在GS-MS 技術中經氣相色譜柱分離后的樣品呈氣態，流動相也是氣體，與質譜的進樣要求相匹配，容易將這兩種一起聯用，靈敏度和分辨度較高，可用于檢測細菌中的脂肪酸譜或小分子 MALDI-TOF MS 已發展成為一種成熟的分析方法，生物梅里埃公司和布魯克公司等多家公司的產品已經常規用于

24、臨床細菌鑒定。研究表明，除細菌培養之外整個MALDI-TOFMS 的細菌鑒定流程可以縮減至10 min2.微生物鑒定依據-基型微生物分類學的基因型/系統發育的特征類別特征DNA-DNA雜交、DNA堿基比例（G+Cmol%）、限制性內切片段圖譜、DNA探針基因型系統發育結構 16S rRNA、18S rRNA序列PCR(聚合酶鏈式反應)是一種用于放大擴增特定的DNA片段的分子生物學技術；PCR經過變性、復性、延伸3個過程16S rRNA和18S rRNA 原核細胞70S核糖體中包含5S rRNA，16S rRNA，23S rRNA3種沉降系數不同的rRNA，真核生物80S核糖體中包含28S、18

25、S、5.8S和5S 4種沉降系數的rRNA，真核細胞中18S rRNA除了比16S rRNA稍長且多一些臂和環結構外，兩者空間結構十分相似，在核糖體中起到的作用也基本相同。 16S rRNA廣泛存在于原核生物的細胞中，其基因序列由恒定區和可變區組成，恒定區序列基本保守，可變區序列因不同細菌而異，通常利用恒定區序列設計引物，結合PCR技術，將16S rRNA 序列擴增出來，再利用可變區序列的差異來對不同屬、種的細菌進行分類鑒定。DNA基例(G+Cmol%)染色體DNA的堿基比例(G+C mol%)，由于不受菌齡的影響，已成為細菌分類鑒定的重要指標。每一種生物的DNA均有特定的G + Cmol%，

26、不同生物各不相同，生物種間親緣關系較近，則G + C mol% 差別較小，反之亦然。DNA基例(G+Cmol%)對細菌種、屬、甚至科的分類鑒定有重要意義：同種不同株：含量差別4%5%同屬不同種：含量差別10%15%不同屬，甚至不同科：差別20%30%內圖對細菌的特定DNA片段的進行限制性內切酶酶切，對酶切后的電泳圖譜進行分析，可以實現細菌種間及種內株間的分型鑒定。此技術經常與PCR 技術結合，即PCR-RFLP技術。缺點：DNA 用量較大，純度要求高。一般適合于對基因組單拷貝序列進行的鑒定。DNA-DNA(Southern ) 原理：具有一定同源性的兩條核酸單鏈在一定的條件下可按堿基互配原則形

27、成雙鏈。由于核酸分子的高度特異性及檢測方法的靈敏性，綜合凝膠電泳和核酸內切限制酶分析的結果，便可繪制出DNA分子的限制圖。 Southern雜交技術包括兩個主要過程：一是將待測定核酸分子通過一定的方法轉移并結合到一定的固相支持物（硝酸纖維素膜或尼龍膜）上；二是固定于膜上的核酸同位素標記的探針在一定的溫度和離子強度下退火，按堿基互配原則進行分子雜交。DNA-DNA(Southern )DNA-DNA雜交可用于種水平的微生物鑒定同種：雜交同源性在60%以上同屬不同種：同源性在60%20%不同屬：同源性20%以下DNA探針技術可以同時檢測大量的目標片段，實現多種目標基因的平行化鑒定，從而適用于多種微

28、生物同時鑒定。目前DNA探針主要以細菌核糖體16 rRNA為基礎設計探針。3.微生物鑒定依據-法 定反（Real-time PCR） Real-time PCR是根據熒光共振能量轉移原理，設計相應的熒光標記核酸探針，通過PCR反應對靶DNA進行定性或定量測定的技術。 Real-time PCR較普通PCR準確度高，特異性好、敏感性高，不受樣品中抗菌藥物或抑菌物質的干擾。 MLSA/MLST (點分/分型) 原理：根據待分型病原菌的基因組序列，針對數個持家基因設計引物，測定多個管家基因的核苷酸序列來發現細菌鑒定及分型的方法。 優點：利用基因保守基因確定細菌的分類地位，快速、準確、分辨率高；操作相

29、對簡便、成本低。 缺點：數據庫不全面；所用引物不能在每個菌種中擴增出來，只能小范圍應用于某些種；序列相似度的臨界值從而難以界定，因此該方法更適于分析種內系統發生關系。 PCR法(Rep-PCR) 重復序列PCR技術是一種細菌基因組指紋分析方法。利用細菌基因組中廣泛分布的短重復序列為引物的靶序列進行PCR擴增，通過對PCR產物電泳結果的比較分析菌株基因組存在的差異。 研究報道最多的是基因外重復回文序列（REP）和腸細菌基因間共有重復序列（ERIC）二種重復序列。因為它們在細菌基因組中存在菌株、種、屬水平上分布和拷貝數的差異，而序列本身在進化過程中又具有較強的保守性，非常適合作為菌種鑒定的方法。

30、優點：操作相對簡單、成本低、無需特殊儀器、分辨率高。 （PFGE）脈沖場電泳技術（PFGE）是一種分離大分子DNA的方法。該技術借助XBa、Asc和Pst等稀有酶切位點的限制性內切酶將細菌基因組DNA酶切，在脈沖場電泳作用下可以分離20kb-1Mb間的分子片段，根據不同菌株的基因組DNA被限制性內切酶切割后生成的分子片段不同進行菌種鑒定和分型。優點：對細菌整個染色體進行分析，分辨率高、重復性好、結果穩定可靠、易于標準化。缺點：操作相對復雜、成本高。基 1995年，第一個流感嗜血菌(Haemophilus influenzae)基因組發表以來，作為人類基因組研究計劃的內容之一，首先發表了大腸桿菌

31、、釀酒酵母的全基因序列，幾年內便完成150多種微生物的全基因測序，成為生命科學發展的前言領域。 微生物全基因組測序是當前國際生命科學領域中掌握微生物全部遺傳信息的最佳途徑，對全面了解一個物種的分子進化，基因組成，基因調控的等方面有著非常重要的意義。鑒于全基因組測序的價格昂貴，技術落后，所以大受限制，但最近幾年隨著大規模測序技術的突破，價格直落，效率很高，一天可以搞定一個基因組，因此關于這方面的研究進展很快，也成為微生物研究的一個重點。菌分型鑒定噬菌體是侵染微生物的病毒，各種噬菌體對其裂解的敏感菌具有一定特異性，因此可用于未知菌分屬和分型的鑒定例如：大腸埃希菌O111群可通過噬菌體分為9個型，O

32、55群可通過噬菌體分為8個型,還可用于沙門菌屬、霍亂弧菌、鼠疫桿菌等的鑒定、微生物物1.微生物物 水是許多營養物質的溶劑，營養物質進入細胞和代謝廢物排出均以水為媒介，水能維持大分子物質結構穩定和保持酶活性。USPAPPLICATION OF WATER ACTIVITYDETERMINATION TO NONSTERILEPHARMACEUTICAL PRODUCTSReduced water activity (aw) will greatly assist in the preventionof microbial proliferation in pharmaceutical produ

33、cts1.微生物物 革蘭陰性菌包括銅綠假單胞菌、大腸埃希菌和沙門菌在產品的水活度低于0.91時將不增殖； 革蘭陽性菌例如金黃色葡萄球菌在產品的水活度低于0.86將不增殖； 黑曲霉在水活度低于0.77不增殖； 最嗜滲酵母與嗜干真菌水活度低于0.60不增殖。Table 1. Water Activities (a ) Required to Support the Growth of Representative MicroorganismswWaterWaterBacteriaActivity (aW)Molds and YeastRhyzopus nigricansActivity (aW)P

34、seudomonas aeruginosa0.970.93Bacillus cereus0.950.95Mucor plumbeus0.920.92Clostridium botulinum, Type ARhodotorula mucilaginosaEscherichia coli0.95Saccharomyces cerevisiae0.90Clostridium perfringensLactobacillus viridescens0.950.95Paecilomyces variotti0.840.83Penicillium chrysogenumSalmonella spp.0.

35、950.94Aspergillus fumigatusPenicillium glabrum0.820.81Enterobacter aerogenesBacillus subtilis0.900.93Aspergillus flavusAspergillus niger0.780.77Micrococcus lysodekticusStaphylococcus aureus0.86Zygosachharomyces rouxii0.62(osmophilic yeast)Halobacterium halobium0.75Xeromyces bisporus0.61(halophilic b

36、acterium)(xerophilic fungi)1.微生物物 提供微生物生命活動所需碳元素的營養物質 碳源分為無機碳源和有機碳源 自養型微生物能以CO2作為唯一碳源，合成化合物進而轉化為復雜的多糖、類脂、蛋白質和核酸等細胞物質 化能異養型微生物以有機碳化合物為碳源，常用的碳源物質有糖類（單糖、寡糖和多糖）、醇類、有機酸、脂類及芳香族化合物等1.微生物物 提供微生物生長繁殖所需氮素的營養物質。 根據微生物對氮源利用的差異分為3個類型：1.固氮微生物：能以空氣中分子態氮作為唯一氮源，通過固氮酶系統將其還原為NH3，進一步合成所需的各種有機氮化物。2.氨基酸自養型：能以無機氮（銨鹽、硝酸鹽和尿

37、素等）為唯一氮源，合成氨基酸，進而轉化為蛋白質及其它含氮有機物。3.氨基酸異養型：不能合成某些必需的氨基酸，必需從外源提供這種氨基酸才能生長。1.微生物物 能為微生物生命活動提供最初能源來源的營養物質或輻射能。有機物：化能異養微生物的能源(同碳源一致)無機物：化能自養微生物的能源(NH S、H 等)化學物質能源3、2光能：光能自養和光能異養微生物的能源1.微生物物 分 構成微生物細胞結構； 酶活性基的組成分和酶的激活劑； 調節細胞滲透壓、pH值和氧化還原電位； 化能自養菌的能源（S、Fe2+） 根據微生物對礦質元素的需要量分為：大量元素：P、S、K、Na、Ca、Mg、Fe微量元素：Cu、Zn、

38、Mn、Mo、Co、B1.微生物物 生 微生物生長必需的微量有機物質 包括維生素、氨基酸和堿基（嘧啶和嘌呤） 生長因子不提供能量，也不參與細胞結構組成，它們大多為酶的組成分，與微生物代謝有著密切關系2.微生物類型根據碳源、能源及電子供體性質的不同，可將絕大部分微生物分為光能無機自養型、光能有機異養型、化能無機自養型、化能無機自養型四種類型。麥康凱瓊脂胨曙紅亞甲藍瓊脂胨20.0g10.0g5.0g10.0g牛肉浸出粉 3.0g乳糖乳糖10.0g5.0g牛膽鹽氯化鈉5.0g氯化鈉1%中性紅指示液 3ml曙紅鈉指示液 20ml瓊脂水14.0g亞甲藍指示液 13-16ml1000ml瓊脂14g酵母浸出粉

39、L-賴氨酸3.0g胨5.0g 5.0g木糖3.5g牛肉浸出粉5.0g乳糖乳糖7.5g10.0g牛膽鹽8.5g蔗糖7.5g枸櫞酸鈉8.5g氯化鈉5.0g枸櫞酸鐵銨脫氧膽酸鈉硫代硫酸鈉枸櫞酸鐵銨2.5g 1.0g6.8g 硫代硫酸鈉8.5g中性紅指示液 3ml0.8g甘露醇氯化鈉瓊脂胨卵黃氯化鈉瓊脂培養基10.0g胨6.0g1.8g30.0g牛肉浸出粉 1.0g牛肉浸出粉氯化鈉甘露醇氯化鈉10.075.0g10%氯化鈉卵黃液 100ml酚磺酞指示液 2.5ml瓊脂水14.0g瓊脂水14.0g1000ml650ml溴化十六烷基三甲銨瓊脂 沙氏葡萄糖瓊脂胨10.0g40g胨10.0g3.0g葡萄糖瓊脂

40、水牛肉浸出粉氯化鈉14.0g1000ml75.0g溴化十六烷基三甲銨0.3g瓊脂水14.0g1000ml大菌(Escherichia coli)細菌分類：變形菌門(Proteobacteria)-變形菌門(Gammaproteobacteria)腸桿菌目(Enterbacteriales)腸桿菌科(Enterbacteriaceae)埃希氏菌屬(Escherichia)大腸埃希菌(Escherichia coli)細胞形態大腸埃希菌是兩端鈍圓的短小直桿菌，單個或成對，革蘭陰性無芽孢，多有鞭毛培養特性培養最適溫度為37,可在15-46生長，最適pH為7.4-7.6兼性厭氧生化反應分解葡萄糖、乳糖、麥芽糖、甘露醇等產酸產氣不分解尿素，靛基質陽性，甲基紅試驗陽性，VP試驗陰性，不利用枸櫞酸鹽、不分解側金盞花醇、纖維二糖、肌醇，不液化明膠，不分解淀粉與糊精菌(Salmonel