微生物基础知识培训教案

1微生物学基础知识绪论一、微生物的概念微生物是一个总称，包括所有形体微小、借助显微镜才可看见的单细胞生物，也包括多细胞但个体结构简单的生物，以及非细胞结构的生物。二、原核微生物和真核微生物全部生物按细胞结构和细胞器的分化的不同，分为原生物和真核生物两大类。原核生物的特点是：核发肓不全，只是一个核物质高度集中的核区，不具核膜，与细胞质没有明显的界限，没有分化的特异的细胞器，只有膜体系的不规则泡沫结构，不进行有丝分裂。属原核微生物的有：细菌，放线菌，枝原体及衣原体。真核生物即具有真核细胞的生物。有完整的细胞核，细胞核和细胞质有明显的界限，有高度分化的特异细胞器（如线粒体、叶绿体、中心体等），进行有丝分裂。属真核生物的有：酵母菌、霉菌等。非细胞结构生物病毒界蓝藻门原核细胞生物原核生物界细菌门生物具有细胞结构的生物真核原生生物（原生动物、真核藻类）真菌界（酵母菌、霉菌）真核细胞生物动物界（微型后生动物，高低等动物）植物界三、微生物的特点1、个体小微生物的大小用微米量度。细菌的大小由零点几微米到几微米，病毒小于0.2微米，酵母菌由几微米到几十微米。都要借助显微镜才能看见。2、分布广，种类繁多。23、繁殖快。微生物繁殖一代的时间很短，快的只20分钟左右，慢的也不过几小时4、较易变异。四、微生物的作用1、大多数微生物是在益的。2、少数微生物也是有害的。如有些微生物侵入人体或动植物体内可造成病害，具有此种特性的微生物称为病原微生物；在某些条件下尚可引起严重的菌血症或败血证，具有此种特性的微生物称为条件致病菌。第一章原核微生物第一节细菌一、细菌的个体形态细菌的基本形态有三种：球状、杆状、螺旋状分别称为球菌、杆菌和螺旋菌。在正常的生长条件下，细菌的形态是相对稳定的。培养基的化学组成、浓度、温度、酸碱度、培养时间等的改变，会引起细菌形态的改变或死亡。二、细菌的大小细菌的大小依种的不同有很大的差异，用测微尺在显微镜下测量，以微米表示细菌大小的单位。球菌是量直径，杆菌是量长宽，螺旋菌测宽度和弯曲长度。多数球菌的大小为0.5-2.0微米，杆菌为0.5-1*1-5微米，螺旋菌为0.25-1.7*2-60微米。三、细菌的细胞结构分为一般结构和特殊结构一般结构有：细胞壁、细胞质膜、内含物、细胞核物质。特殊结构有：芽孢、荚膜、衣鞘、鞭毛等。（一）、细胞壁1、细胞壁的化学组成及结构革兰氏阳性菌的细胞壁约为20-80nm厚的肽聚糖（包括三种成份：D－氨基酸、胞壁酸、二氨基庚二酸）多层结构，含磷壁酸及少量蛋白质和脂肪。革兰氏阴性菌的细胞壁很薄，约为10nm,为多层结构，由肽聚糖层和外壁层组成。3细菌壁厚度（nm）肽聚糖磷壁酸脂多糖蛋白质脂肪革兰氏阳性菌20-8040-90％+-约20％1-4％革兰氏阴性菌1010％-+约60％11-22％2、细胞壁的生理功能（1）固定细菌细胞形态，保护脆弱的原生质体，避免渗透压引起原生质膜破裂的作用；（2）细胞壁为有效的分子筛，可阻挡某些分子进入和保留有间质中的蛋白质；（3）为鞭毛提供支点，使鞭毛摆动。(二)原生质体1、细胞质膜它是紧靠细胞壁内侧而包围着细胞质的一层柔软而富弹性的薄膜，以是半透膜。它的重量占菌体干重的10％，含有60-70％蛋白质，30-40％脂类，约2％的多糖，细胞质膜结构和生理功能（略）2、细胞质及其内含物细胞质在细胞质膜以内，除核物质以外的无色透明、粘稠的复杂胶体也称原生质。由蛋白质、核酸、脂类、多糖、无机盐和水组成。细胞质中的内含物有：1）核糖体由核糖核酸和蛋白质组成，是合成蛋白质的场所。2）内含颗粒在细菌生长期间，细胞成熟时，由于营养物过剩形成一些颗贮藏物，3）气泡紫色光合菌和蓝绿菌体内有气泡，细菌借以调节浮力3、核物质细菌的核没有核仁、核膜，由脱氧核糖核酸（DNA）纤维组成，由一条环状双链DNA分子高度折叠缠而成。（三）荚膜、粘液层、菌胶团和鞘1、荚膜许多细菌能分泌一种粘性物质于细胞壁的表面，完全包围并封住细胞壁，使细菌与外界环境有明显的边缘，这层粘液性物质称为荚膜。荚膜功能主要有：1）保护细菌免受干燥的影响，保护致病菌免受宿主吞噬细胞的吞噬。42）具有荚膜的-S-型肺炎双球菌毒力强，失去荚膜后，毒力降低。3）荚膜是细胞外的贮藏物质，当缺乏营养时可作力碳（氮）源和能源利用。2、粘液层有些细菌不产生荚膜，仍分泌多糖粘性物质，疏松地附着在细胞壁的表面，与外界环境没有明显的边缘，这叫粘液层。3、菌胶团细菌按一定排列方式互相粘在一起，由公共荚膜包藏形成一定形态的细菌集团，称为菌胶团。4、鞘（略）（四）芽胞1）芽孢：芽孢是有的菌体内形成的一个圆形、椭圆形或圆柱形的内生孢子。2）芽孢的特点：（1）具有厚而致密的壁，不易透水。（2）含水率低，一般在40％左右。（3）具有耐热性。（4）含耐热性酶。芽孢对不良环境，如高温、低温、干燥、光线和化学药物有很强的抵抗力。细菌的营养细胞在70-80度时煮10分钟就死亡。而芽孢在120-140度还能生存几小时，营养细胞在5％苯酚溶液中很快死亡，芽孢却能耐受15天。芽孢内大多数酶是处于休眠状态，其代谢活力极低，所以芽孢是休眠体。（五）鞭毛第二节放线菌放线菌是在固体培养基上呈辐射状生长而得名，大多数是腐生菌、少数是寄生菌。第二章非细胞结构的超微生物---病毒5在光学显微镜下是看不见病毒的，只有在电子显微镜下才能看见，病毒可通过细菌过滤器。病毒没有细胞结构，没有合成蛋白质的机构---核糖体，缺乏生物合成和繁殖所必备的完备的酶系统，所以没有独立的代谢能力，只能依靠宿主细胞合成病毒的化学组成和繁殖新病毒。故病毒专性寄生在活的敏感细胞内。病毒在活的敏感细胞内是具有生命的大分子微生物，在活的敏感细胞外呈不具有生命特征的大分子物质，但保留着感染宿主的潜在能力，一旦进入宿主细胞又具有生命特征。第一节病毒的形态和结构一、病毒的形态和大小病毒的形态多种多样，动物病毒呈球形、卵圆形、砖形和弹状；植物病毒呈杆状、丝状及球形；病毒的大小以nm表示，动物病毒中痘病毒最大，为砖形，大小为100*200*300nm,口蹄疫病毒最小，直径为22nm（一）、病毒的化学组成及结构大多数病毒的化学组成为蛋白质和核酸，有的还有类脂质和多糖等。（二）、病毒的化学组成1、蛋白质蛋白质是病毒的主要成分，其功能是构成病毒的外壳，叫衣壳，保护病毒核酸，决定病毒感染的特异性，使病毒与敏感细胞特定部位有特异亲和力，使病毒牢固的吸附有敏感细胞上，病毒蛋白质还有致病性、毒力和抗原性。2、核酸是病毒遗传、变异和感染性的物质基础。有RNA和DNA。3、病毒的其它成分4、少数较大的、具有囊膜和痘病毒、腮腺炎病毒还含有类指质（50-60％为磷脂，其余为胆固醇）。（三）、病毒的结构病毒没有细胞结构，但有其独特的结构，整个病毒体包括两个基本结构：核酸内芯和蛋白质衣壳，这两者构成核衣壳。完整的具有感染性的病毒体，叫病毒粒子，病毒粒子具有两种：一种不具有囊膜6第二节病毒的繁殖分为下面几步：吸附、侵入、复制、聚集、释放。第三节病毒对物理、化学因素的抵抗力一、病毒对物理因素的抵抗力病毒耐冰冻，实验室用干冰或冰箱在-75度保存病毒，天花病毒在鸡胚膜中冰冻15年后仍然存活。经冷冻真空干燥后可保存数月至数年。病毒耐热力差，加热至60度经30分钟大多数病毒被灭活。X-射线Y-射线和紫外线都能使病毒变性灭活，有的病毒经可见光照射后又能复活（如流感病毒）二、病毒对化学因素的抵抗力病毒一般可被乙醇、甲醛、升汞、强酸、强碱及氧化剂等灭活。臭氧杀病毒能务较强。三、病毒对抗菌物质的抵抗力病毒对青霉素、金霉素、地霉素等抗菌素及磺胺不具敏感性，有较大抵抗力。第三章真核微物真菌一、酵母菌（一）形态大小呈卵圆、圆形、圆柱形和假丝状，细胞直径1-5微米，长约5-30微米或更长。（二）细胞结构细胞具有细胞壁、细胞质膜、细胞质及内含物、中心体、中心染色质、线粒体和细胞核等。（三）繁殖无性繁殖和有性繁殖，无性繁殖又分为芽殖和裂殖。二、霉菌（一）个体形态、大小和结构菌是由许多分枝的或不分枝的菌丝交织有一起形成菌丝体，菌丝直径约3-10微米，菌丝又7分为营养菌丝和气生菌丝。第四章微生物的生理第一节微生物的营养一、生物的化学组成微生物机体的70-90％是水份，其余10-30％为干物质（一）水分不同类别的微生物水分含量不同，细菌含水75-85％，酵母菌含水70-85％、霉菌含水85-90％、芽孢含水40％（二）干物质干物质由有机物和无机物组成，有机物占干物质重量的90-97％，包括蛋白质、核酸、糖类及脂类。无机物占干物质重量的3-10％，无机物含P\S\K（三）微生物的营养物及营养类型有水、碳素营养源、氮素营养源、无机盐及生长因素1、水水是微生物的组分，又是微生物代谢过程中必不可少的溶剂，有助于营养物质的溶解，瓶通过细胞质膜被吸收，保证细胞内外，各种生物化学反应在溶液中正常进行。2、碳源和能源凡是能供给微生物碳素营养的物质称为碳源，主要作用：构成细胞的含碳物质和供给微生物生长、繁殖及运动所需要的能量。3、氮源凡是能供给微生物含氮物质的营养物称为氮源，氮源有N2、NH3、尿素、硫酸铵、硝酸铵、硝酸钾、氨基酸和蛋白质。氮源的作用是提供给微物合成细胞蛋白质的物质。4、无机盐无机盐的生理功能：（1）构成细胞组分（2）构成酶的组分和维持酶的活性（3）调节渗透压、氢离子浓度、氧化还原电位等（4）供给自养微生物能源5、生长因素微生物在具有上述各种营养后仍生长不好，则需供给生长因素。8微生物的生长因素有B族维生素、维生素C、氨基酸、嘌呤、嘧啶、生物素和烟酸等。第五章微生物与环境因素的关系第一节微生物与温度的关系任何微生物只能在一定的湿度范围内生存，在适宜的温度范围内微物能大量生长繁殖，根据微生物对温度的不同反应可分为三大类，以细菌为例：最低温度最适温度最高温度低温性细菌-5-05-1020-30中温性细菌5-1025-4045-50高温性细菌3050-6070-80一、高温对微生物的影响高温是指超过微生物生长的最高温度，即叫致温度。高温使蛋白质发生不可逆的变性，高温也可使细胞质膜中含有受热易溶解的脂类受热溶解使膜产生小孔，引起细胞内含物泄漏而死亡。高温致使微生物死亡称为杀菌。高温杀菌的效果与微生物的种类、数量、生理状戊、芽孢有无及PH值都有关系。如无芽孢杆菌有80-100时几乎几分钟内全部死亡，有芽孢的杆菌有100时营养细胞死亡，其芽孢有100煮两小时还不死亡。高温杀菌与温度对微生物的作用时间长短有关，如无芽孢杆菌在80-100作用下几分钟就死亡，70时需10-15分钟，60时需30分钟。高温杀菌与菌龄有关，一般幼龄菌比老龄菌敏感，如大肠杆菌在53加热15分钟的条件下，蓖龄2.75小时的菌数下降2000倍，菌龄62小时的菌数仅下降12倍。高温杀菌与PH值有关，通常在酸性条件下细菌易被杀死。干细胞比湿细胞更抗热。因为高温致死的温度与菌体蛋白质含水量有关。蛋白质含水量与其凝固温度的关系蛋白质含水量（％）凝固温度（℃）蛋白质含水量（％）凝固温度（℃）505661452574-800160-17091880-90各种芽孢的致死温度细菌炭疽芽孢杆菌蜡状芽孢杆菌枯草芽孢杆菌嗜热脂肪芽孢杆菌湿热灭菌温度（℃）105100100120-121杀菌时间（min）5-1066-1712（一）灭菌灭菌是指通过高温或其他物理的、化学因素将所有微生物的营养细胞和所有芽孢或孢子全部杀死。分为干热灭菌和湿热灭菌1、干热灭菌最简便方法是烧灼。另一种是在干燥烘箱中利用热空气灭菌，如玻璃器具，金属用具可在烘箱中160维持2小时。2、湿热灭菌1）间歇灭菌法用流通蒸汽几次反复处理的灭菌方法。2）高压蒸汽灭菌法饱和蒸汽压力与温度有一定关系。（在冷空气全部排除的前提下）压力（kg/c㎡）00.350.560.71.051.411.762.00温度100109113115.6121.5126.5131134.5（二）热灭菌和湿热灭菌的比较由于蒸汽的穿透力强和热传导能力强，湿热灭菌效果好干热和湿热的穿透力和灭菌效果比较温度时间透过布层的温度灭菌效果20层