微生物学复习资料第一部分

1第一章1微生物是所有形体微小、单细胞或结构较为简单的多细胞生物、甚至没有细胞结构的生物的通称。2微生物学的发展:1664年，胡克（RobertHooke）曾用原始的显微镜对生长在皮革表面及蔷薇枯叶上的霉菌进行观察。法国人巴斯德（微生物学之父）德国人柯赫（细胞学之父）3微生物学（Micobiology）：研究微生物生命活动规律的科学)第二章一、细菌（Bacteria）1.细菌细胞形态a球菌(Coccus)b杆菌(Bacillus)c螺旋菌(Spirlla)d其他形状的细菌2.观察细菌的方法1活体观察压滴法悬滴法菌丝埋片法2染色观察(细菌染色法)死菌:正染色:1)简单染色法2)鉴别染色法:革兰氏染色法抗酸性染色法芽孢染色法姬姆萨染色法负染色：荚膜染色法等活菌:用美蓝或TTC（氯化三苯基四唑）等作活菌染色3.细菌细胞的结构1细胞壁（cellwall）通过革兰氏染色法可将所有的细菌分为革兰氏阳性（G+）和革兰氏阴性（G-）。a.细胞壁的功能A.固定细胞外形B.协助鞭毛运动C.保护细胞免受外力的损伤D.为正常细胞分裂所必需E.阻拦有害物质进入细胞F.与细菌的抗原性、致病性和对噬菌体的敏感性密切相关b.细胞壁化学组成1)高等植物纤维素2)霉菌几丁质3)酵母甘露聚糖，葡聚糖4)细菌:肽聚糖(N－乙酰葡萄糖胺,N－乙酰胞壁酸,短肽);磷壁酸;脂多糖注意:G＋`G－细胞壁成分的区别占细胞壁干重的%成分G＋G－肽聚糖含量很高（30-95）含量很低（5-20）磷壁酸含量较高（50）0类脂质一般无（2）含量较高（-20）蛋白质0含量较高A细胞膜的生理功能：①选择性地控制细胞内、外的营养物质和代谢产物的运送；②是维持细胞内正常渗透压的屏障；③合成细胞壁和糖被的各种组分（肽聚糖、磷壁酸、LPS、荚膜多糖等）的重要基地；④膜上含有氧化磷酸化或光合磷酸化等能量代谢的酶系,是细胞的产能场所；⑤是鞭毛基体的着生部位和鞭毛旋转的供能部位；B间体（mesosome，或中间体）：与细胞壁合成有关;可能与核分裂有关(有学者认为间体是一种赝象)C细胞质(cytoplasm)和内含物(inclusionbody)质粒(circularcovalentlyclosedDNA)质粒功能:R因子：与抗药性有关;F因子：与有性接合有关其他质粒：与抗生素，色素合成有关;基因工程中作为目的基因载体D核区（nuclearregionorarea）细菌的核较原始，无核膜和核仁，在核区中充满深度卷曲、折叠的DNA双螺旋细丝。故称为核质、类核、拟核等E芽孢(endospore/spore)某些细菌在其生长发育后期，在细胞内形成一个圆形或椭圆形、厚壁、含水量极低、抗逆性极强的休眠体;由于一个营养细胞内仅生成一个芽孢，无繁殖功能;芽孢是生物界中抗性最强的生命体能产生芽孢的菌属不多，主要湿属于革兰氏阳性杆菌的两个属——好氧性的芽孢杆菌属和厌氧性的梭菌属，球菌中只有芽孢八叠球菌属，螺菌中的孢螺菌属。2研究芽孢的意义:1细菌分类、鉴定中的重要形态学指标2有利于菌种保藏3制定灭菌参数3细胞壁以外的构造A糖被(glycocalyx):B鞭毛（Flagellum）:鞭毛的功能：运动C性毛（pili,单数pilus）4.细菌繁殖方式:一般为无性繁殖，二分裂法。少数有菌毛的菌可进行有性繁殖5细菌的群体形态（细菌的培养特征）1）固体培养时的群体形态①菌落（colony)：分散的微生物在适宜的固体培养基表面或内部生长，繁殖到一定程度可形成肉眼可见的、有一定形态结构的子细胞生长群体，称为菌落。②单菌落（clone)：一个或多个同种微生物在固体培养基上生长成的一个肉眼可见的细菌群体。③菌苔(lawn):在斜面培养基上划线接种细菌后经培养而形成的肉眼可见的子细胞群体细菌的菌落特征：湿润、较光滑、较透明、较粘稠、易挑取、质地均匀以及菌落正反面或边缘与中央部位的颜色一致等。2）细菌在半固体培养上的培养特征3）在液体培养基上（内）的群体形态二.放线菌(actinomyces)放线菌是一类具有丝状与枝细胞的细菌1放线菌的形态结构基内菌丝（Substratemycelium):又称营养菌丝，功能是吸收营养气生菌丝（Aerialmycelium):基内菌丝长到一定时期，长出培养基外，伸向空间的菌丝，功能是繁殖。2放线菌的菌落形态1)菌落质地硬而且致密，菌落小而不广泛延伸2)菌落表面呈紧密的绒状或坚实、干燥多皱。3)接种针难以挑取，有时可挑碎，有时可将整个菌落挑起。3放线菌的繁殖:1)无性孢子(主要):分生孢子;孢子囊孢子2)菌丝片段三蓝细菌生理四.其他几种原核微生物:立克次氏体;支原体;衣原体第三章一真核生物与原核生物的比较见书P65二酵母菌yeast酵母菌一般泛指能发酵糖类的各种单细胞真菌1酵母菌的形态和大小2酵母菌的繁殖方式和生活史（一）无性繁殖1、芽殖（budding）它是yeast无性繁殖的主要方式。◆假菌丝:有的酵母菌进行芽殖后，长大的子细胞不与母细胞立即分离，并继续除芽，细胞成串排列，这种菌丝状的细胞串就称为假菌丝。假菌丝的各细胞间呈藕节状。而霉菌的菌丝为呈竹节状的细胞串称为真菌丝。2、裂殖（fission）少数酵母具有与细菌相似的二分裂繁殖方式3、产生无性孢子（二）有性繁殖适宜的条件下，二倍体细胞减数分裂形成子囊孢子3酵母菌的菌落菌落形态特征:大而厚，圆形，光滑湿润，粘稠，颜色单调。常见白色、土黄色、红色。三丝状真菌——霉菌霉菌（mold）是丝状真菌的一个俗称，通常指那些菌丝体较为发达又不产生大型肉质子实体结构的真菌。1由许多菌丝相互交织而成的一个菌丝集团称菌丝体(营养菌丝体;气生菌丝体)2霉菌的繁殖：断裂增殖，无性孢子繁殖，有性孢子繁殖。#四蕈菌:有大的子实体3第四章一微生物的营养要求:化学元素(chemicalelement)二微生物的营养类型光能自养型：以光为能源，不依赖任何有机物即可正常生长光能异养型：以光为能源，但生长需要一定的有机营养化能自养型：以无机物的氧化获得能量，生长不依赖有机营物化能异养型：以有机物的氧化获得能量，生长依赖于有机营养物质三培养基定义：由人工配制的、适合于不同微生物生长繁殖或积累代谢产物用的营养基质特点：任何培养基都应具备微生物所需要的五大营养要素，且应比例适当。一旦配成必须立即灭菌。用途：促使微生物生长；积累代谢产物；分离微生物菌种；鉴定微生物种类；微生物细胞计数；菌种保藏；制备微生物制品。1培养基的类型及应用按成分不同划分:天然培养基合成培养基按物理状态不同划分:固体培养基;半固体培养基;液体培养基按用途不同划分：1基础培养基2加富培养基3选择培养基4鉴别培养基四营养物质进入细胞的方式1．自由扩散:①物质在扩散过程中没有发生任何反应；②不消耗能量；不能逆浓度运输；③运输速率与膜内外物质的浓度差成正比2．协助扩散①不消耗能量②参与运输的物质本身的分子结构不发生变化③不能进行逆浓度运输④运输速率与膜内外物质的浓度差成正比⑤需要载体参与3．主动运输:需要消耗代谢能;可以进行逆浓度运输的运输方式;需要载体蛋白参与;对被运输的物质有高度的立体专一性;被运输的物质在转移的过程中不发生任何化学变化4．基团移位:基团移位是另一种类型的主动运输，它与主动运输方式的不同之处在于它有一个复杂的运输系统来完成物质的运输，而物质在运输过程中发生化学变化。比较项目单纯扩散促进扩散主动运输基团转位特异载体蛋白运输速度物质运输方向胞内外浓度运输分子能量消耗运输后物质的结构无慢由浓至稀/无特异性不需要不变有快由浓至稀/特异性不需要不变有快由稀至浓胞内浓度高特异性需要不变有快由稀至浓胞内浓度高特异性需要改变第五章一代谢概论新陈代谢=分解代谢+合成代谢分解代谢：指复杂的有机物分子通过分解代谢酶系的催化，产生简单分子、腺苷三磷酸（ATP）形式的能量和还原力的作用。合成代谢：指在合成代谢酶系的催化下，由简单小分子、ATP形式的能量和还原力一起合成复杂的大分子的过程。物质代谢：物质在体内转化的过程。能量代谢：伴随物质转化而发生的能量形式相互转化。二异养微生物的生物氧化1.发酵(fermentation)有机物氧化释放的电子直接交给本身未完全氧化的某种中间产物，同时释放能量并产生各种不同的代谢产物。4有机化合物只是部分地被氧化，因此，只释放出一小部分的能量。发酵过程的氧化是与有机物的还原偶联在一起的。被还原的有机物来自于初始发酵的分解代谢，即不需要外界提供电子受体。生物体内葡萄糖被降解成丙酮酸的过程称为糖酵解（glycolysis），糖酵解是发酵的基础。2.呼吸作用有氧呼吸（aerobicrespiration）：以分子氧作为最终电子受体无氧呼吸（anaerobicrespiration）：以氧化型化合物作为最终电子受体呼吸作用与发酵作用的根本区别：电子载体不是将电子直接传递给底物降解的中间产物，而是交给电子传递系统，逐步释放出能量后再交给最终电子受体。3巴斯德效应(ThePasteureffect有氧条件下，发酵作用受抑制的现象（或氧对发酵的抑制现象）。意义：合理利用能源三微生物的代谢调控1微生物自我调节代谢的方式:1.控制营养物质透过细胞膜进入细胞2.通过酶的定位控制酶与底物的接触3.控制代谢物流向2酶活性的调节:通过改变现成的酶分子活性来调节新陈代谢的速率的方式。是酶分子水平上的调节，属于精细的调节。1)酶活性的激活：在代谢途径中后面的反应可被较前面的反应产物所促进的现象；常见于分解代谢途径。2)酶活性的抑制：包括：竞争性抑制和反馈抑制。反馈：指反应链中某些中间代谢产物或终产物对该途径关键酶活性的影响。凡使反应速度加快的称正反馈；凡使反应速度减慢的称负反馈（反馈抑制）；反馈抑制——某代谢途径的末端产物过量时可反过来直接抑制该途径中第一个酶的活性。主要表现在氨基酸、核苷酸合成途径中。反馈抑制的类型1.直线式代谢途径中的反馈抑制：苏氨酸脱氨酶苏氨酸α-酮丁酸异亮氨酸反馈抑制2.分支代谢途径中的反馈抑制：意义：在一个分支代谢途径中，如果在分支点以前的一个较早的反应是由几个同功酶催化时，则分支代谢的几个最终产物往往分别对这几个同功酶发生抑制作用。某一产物过量仅抑制相应酶活，对其他产物没影响。同功酶：催化相同的生化反应，而酶分子结构有差别的一组酶。3.协同反馈抑制定义：分支代谢途径中几个末端产物同时过量时才能抑制共同途径中的第一个酶的一种反馈调节方式。4.顺序反馈抑制定义：一种终产物的积累,导致前一中间产物的积累，通过后者反馈抑制合成途径关键酶的活性，使合成终止。3酶合成的调节第六章一细菌的群体生长繁殖1生长曲线细菌接种到定量的液体培养基中，定时取样测定细胞数量，以培养时间为横座标，以菌数为纵座标作图，得到的一条反映细菌在整个培养期间菌数变化规律的曲线1)迟缓期（lagphase）:细胞数目不增加;细胞长、大;代谢旺盛(RNA含量↑)诱导酶迅速合成;对不良条件敏感，抵抗力降低细胞处于活跃生长中，只是分裂迟缓,在此阶段后期，少数细胞开始分裂，曲线略有上升。迟缓期出现的原因：调整代谢在生产实践中缩短迟缓期的常用手段:(1)通过遗传学方法改变种的遗传特性使迟缓期缩短；(2)利用对数生长期的细胞作为种子；(3)尽量使接种前后所使用的培养基组成不要相差太大；(4)适当扩大接种量2)对数生长期（logphase）-指数生长期生长速率常数最大，繁殖数死亡数代时短，即细胞每分裂一次所需的代时G（增代时间，generationtime）或原生质增加一倍所需的时间（doublingtime）最短.成分均匀5酶活力高，酶系活跃，代谢旺盛在生产上广泛用作“种子”和科研上理想的实验材料3)稳定生长期(Stationaryphase)：细胞数目不增加(R=0)，即处于新繁殖的细胞数与衰亡的细胞数相等，或正生长与负生长相等的动态平衡之中。菌体产量达到了最高点，而且菌体产量与营养物质的消耗间呈现出一定的比例关系细胞长、大代谢旺盛(RNA含量增加)诱导酶迅速合成对不良条件敏感，抵抗力降低4)衰亡期(Decline或Deathph