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微生物生理學(xué)

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2005-11-19
    微生物生理學(xué)主要研究微生物的形態(tài)與發(fā)生、結(jié)構(gòu)與功能、生長(zhǎng)與繁殖、代謝與調(diào)節(jié)等的作用機(jī)理。

    十九世紀(jì)70年代以后,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。1905年,哈登和楊發(fā)現(xiàn)磷酸鹽對(duì)酒精發(fā)酵的作用;1911年,諾伊貝格開始對(duì)酒精發(fā)酵作系統(tǒng)研究;20世紀(jì)30年代,生物化學(xué)的進(jìn)展又推動(dòng)了人們對(duì)微生物代謝的研究。

    隨后,克勒伊沃和范尼爾等人從比較生物化學(xué)的角度,說明了某些微生物的相互關(guān)系和生理學(xué)問題。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。

    微生物種類繁多,生理類型復(fù)雜,就營(yíng)養(yǎng)和能量轉(zhuǎn)換而言,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)行光合作用的自養(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。

    在碳的同化方面,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,也可產(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)氧化合物的類群,也有能利用無機(jī)氮的類群,固氮菌、根瘤菌、藍(lán)細(xì)菌和某些異養(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,最終電子受體不是分子氧,而是硝酸鹽、硫酸鹽等。

    隨著分子生物學(xué)的發(fā)展,微生物生理學(xué)的研究不斷地深入到,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方面。

    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,并從化能自養(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?傊恳恍戮鷮俸托卢F(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。

 
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