教学目的掌握微生物

第一章绪论教学目的：掌握微生物、微生物学的概念，微生物的共同特性，以及微生物发展的历程和各阶段有突出贡献的科学家，了解下微生物学的总体概况和微生物学发展的将来。重点和难点：重点掌握几个基本概念，发展的各个阶段以及有突出贡献的科学家，微生物的共同特性。一、什么是微生物？有何特点？包括哪些类群？1、什么是微生物：一切肉眼看不到或看不清的微小生物都称为微生物。指所有形态微小，构造简单的单细胞、多细胞，甚至是没有细胞结构的低等生物的总称。2、主要特点：小（个体小）um(光镜下可以看到)nm（电镜下可以看到）简（构造简单）低（进化地位低）原核类、真核类、非细胞类3、主要类群：原核类的细菌、放线菌、支原体、衣原体、立克次氏体和蓝细菌（过去称蓝藻或蓝绿藻）；真核类的真菌（酵母菌和霉菌）、原生动物和显微藻类；属于非细胞类的病毒、类病毒和朊病毒等。二、什么是微生物学（1）什么是微生物学：生物学的分枝科学，是研究微生物的形态、生理、生态分布、遗传变异及其与生物界、非生物界的相互关系与人类生产和生活利害关系等方面的科学。三、微生物学的发展史：（一）形态学发展阶段：代表人物虎克（Anthonyvanleeuwenhoek.1632-1723）。主要贡献：①利用显微镜直接观察到了细菌②一生制造了419台显微镜或放大镜（50-266倍）③发表论文400多篇。（二）、生理学发展阶段：从1861年至1897年，这一时期主要特点为：①建立了一系列研究微生物所必须的方法和技术②形成了寻找病原微生物的黄金时代③微生物学以独立的学科形式开始形成。代表人物及其主要贡献：1、法国人路易巴斯德：微生物学的奠基人。主要论点：认为只有活的微生物才是传染病、发酵和腐败的真正原因，否定了“自生说”，即生命只能来自生命的胚种说。其著名的实验是曲颈瓶实验，即将有机营养液放入曲颈瓶中——灭菌——放置——不坏，打破瓶口，则变坏；建立了巴氏消毒法（60—65度）；为免疫学作出了重要贡献，首次制成狂犬疫苗。2、科赫：诺贝尔将获得者①建立了一系列研究微生物的方法，尤其在分离微生物纯种方面，鞭毛等一系列染色方法、显微摄影等方面②利用平板分离到多种传染病的病原菌如：炭疽杆菌、结核杆菌、霍乱弧菌等③1884年提出科赫法则：病原微生物存在于患病个体中，不存在于健康个体中。继二人之后，出现了一系列的微生物学的分支科学，如细菌学、消毒外科、免疫学、土壤微生物学、病毒学等。使微生物学作为一门独立的学科出现。中国科学家:汤飞凡沙眼衣原体的发现科学家的精神与SARS带给我们的思考.四、微生物的共同特点：由于微生物个体小，构造简单，因而具有以下五个方面的共性：（一）体积小，面积大：（二）吸收多、转化快：（三）生长旺、繁殖快四）适应性强，易变异（五）分布广，种类多：第二章原核微生物教学目的：通过本章的学习，使学生掌握原核微生物细菌、放线菌的形态结构及菌落特征，革兰氏染色的重要意义。了解其它原核微生物蓝细菌、支原体、衣原体、立克次氏体等的基本特性。重点和难点：重点是细菌和放线菌的形态、结构及其菌落特征。难点是细菌细胞壁的结构特征以及与革兰氏染色的关系。第一节细菌一、细菌细胞的形态构造及功能：先介绍一下如何看到微生物（一）形态及染色情况：1、如何观察单个的细菌（染色情况）：因细菌个体小，细胞透明，因而不宜观察，染色后易观察。染色的方法很多，如：细菌的单染色法、鞭毛染色法、芽孢染色法、荚膜染色法等，其中最重要的是G染色。G染色有十分重要的意义，通过这一染色，几乎可以把所有细菌分成G+和G--两大类。因此它是分类、鉴定菌种时一个重要指标。且能提供不少其它生物学信息。通过各种染色手段和直接观察，可见到微生物的形态有以下几种：2、形态：形态简单，基本上只有三种类型，即：球状、杆状和螺旋状；（1）球菌：根据其分裂方向可分为：单球菌、双球菌、四联球菌、八叠球菌、链球菌和葡萄球菌。（2）杆菌：可分为：单杆菌、双杆菌、链杆菌（3）螺旋菌：根据弯曲程度分为：弧菌（2-6个弯）、螺菌（6个以上弯）在自然界中，杆菌最为常见。此外，近年来还陆续发现其它形态的细菌。如：柄杆菌（形状不规则，有柄、菌丝和附器等）、球衣菌（能形成衣鞘）等（沈萍P29）。大小：一般以um计。如Ecoli为2um×0.5um，1500个头尾相连才3mm，120个肩并肩象头发丝大小。细菌的形态受环境条件的影响，如培养时间、温度、培养基的组成与浓度等均能引起细菌形态的改变。（二）细菌细胞的构造：1、一般构造：（1）细胞壁：①功能：固定细胞外形；协助鞭毛运动；保护细胞免受损伤；是正常细胞的必需成分；阻碍有害物质进入细胞（大于800的抗生素）；与细菌的抗原性致病性和对噬菌体的敏感性有关②构造：A、G+细菌肽聚糖的结构：（以金黄色葡萄球菌为例）其厚度约20-80nm，由40层左右网状分子组成，肽聚糖分子由大量小分子单体构成，每一个肽聚糖单体含三个组成部分：①双糖单位：即由一个N-乙酰葡萄胺与一个N-乙酰胞壁酸分子通过B-1，4糖苷键连接。②短肽“尾”：即由4个氨基酸按L型与D型交替的方式连接而成。③肽“桥”：在金黄色葡萄球菌中，这一肽桥的氨基端与前一肽聚糖单体“尾中”的第四个氨基酸——D-丙氨酸的羧基相连接，而它的羧基端又与后一肽聚糖单体肽“尾”中的第三个氨基酸——碱性L-赖氨酸相连，从而使两个单体肽聚糖单体交联起来。B、G—细菌细胞壁的肽聚糖结构：（以Ecoli为例）其肽聚糖含量占10%以下，一般由1-2层网状分子构成，其单体与G+的基本相同，①肽尾的第三个氨基酸为内消旋二氨基庚二酸（M-DAP）②没有特殊的肽桥，其前后两个单体的联系仅由甲肽尾的第4个氨基酸-D-丙氨酸的羧基与乙肽尾的第三个氨基酸-M-DAP（二氨基庚二酸）的氨基相连G—细胞壁，由于肽聚糖含量小，网孔大，又由于被乙醇脱水（脂）后，网孔进一步增大，所以在脱色时，结晶紫和碘的复合物被有机溶剂所提取，故只能显示后来的沙黄番红的颜色，而G+恰相反。（2）细胞膜与间体：位于细胞壁内，电镜下观察呈现液态镶嵌模型结构。细胞膜的功能：①控制细胞内外物质运送、交换②维持细胞内正常渗透压③合成细胞壁组分的场所和合成荚膜④进行氧化磷酸化或光合磷酸化的产能基地⑤鞭毛的着生点和为其提供能量。⑶细胞质：细胞膜以内除核质体外的一切透明、胶状、颗粒状物质总称细胞质。其主要成分为：核糖体、，贮藏物、各种酶、中间代谢物、无机盐、质粒、少数细菌细胞还有伴孢晶体和气泡等。2、细菌细胞的特殊结构：不是所有细菌都有的，主要包括糖被、鞭毛、菌毛和芽孢。（1）糖被：是某些细菌细胞壁外附着的一层厚度不定的胶状物质。根据厚度不同可分成：微荚膜、荚膜、粘液层。主要成分：多糖、多肽、蛋白质。作用：①保护细菌免受干旱损伤，对致病菌来说可保护他们免受宿主白细胞的吞噬。②贮存养料，以备营养缺乏时用。③堆积某些代谢废物。④通过荚膜使菌体附着在物体表面。⑤细菌间的信息识别作用。与生产关系：可产生很多工业产品，利用肠膜明串珠菌荚膜提取聚葡萄糖制备代血浆或葡萄糖凝胶试剂。用甘蓝黑腐病黄单孢菌的荚膜生产黄原胶，可用于石油开采中钻井液添加剂，也可用于印刷、食品等。有些还可于污水处理。破坏作用：有些细胞的荚膜能使糖液、酒、奶、面包等食品发粘变质；增加某些致病菌的致病力等。（2）鞭毛和菌毛：①鞭毛：某些细菌体表着生的丝状、波状附属物，一般有1--数十根证明鞭毛存在的方法：A、电子显微镜直接观察B、光镜下染色观察C、悬滴片（水浸片）观察其运动D、半固体培养基中穿刺接种，看其周围是否混浊E、菌落边缘不整齐，大而薄，不规则等。鞭毛的着生方式：一端单生、一端丛生、两端单生、两端丛生、周生鞭毛在各类细菌中，弧菌、螺菌和假单孢菌普遍都长鞭毛，杆菌中，有的长，有的不长；球菌中只有个别属长。鞭毛是细菌的运动器官，且运动速度很高，20-80um/S。也是菌种分类鉴定中的重要指标。②菌毛：（纤毛、伞毛、绒毛、须毛）是长在细菌体表的一种纤细（直径7-9nm）、中空（直径2-2.5nm）短直、数量较多（250-300）的蛋白质附属物，一般多见于G-中，功能是使细菌较牢固地粘连在物体（呼吸道、消化道、泌尿生殖道粘膜）上。大部分为致病菌。性菌毛：是一种特殊的菌毛，比菌毛稍长，每个细胞有1-4根；其功能是在不同性别的菌株间传递DNA片段；多存于G-中。⑶芽孢：某些细菌在其生长发育后期，可在细胞内形成一个圆形或椭圆形的抗逆性休眠体，称为----特性：具有极强的抗热、抗辐射、抗化学药物和抗静水压的能力。肉毒梭菌100。C水中，存活5-9.5小时。121。C，存活10min。芽孢抗紫外线的能力，比其营养细胞强1--数十倍，芽孢的休眠能力是十分惊人的，在休眠时不能检出任何代谢能力，因此又称“隐生态”。芽孢在普通状态下可保存几年到几十年，德国的几个植物标本上曾分离到200-300年的枯草芽孢杆菌的芽孢。有些湖底沉积土中的芽孢杆菌经500-1000年仍有活力，甚至有存活2000年的记载。能产生芽孢的细菌种类并不多，主要是G+杆菌，即芽孢杆菌科的两个属（好氧性的芽孢杆菌属和厌氧性的梭菌属）芽孢的构造：芽孢之所以耐高温，是因为其含有耐热的吡啶-2，6-二羧酸（DPA）芽孢的形成过程：芽孢的萌发：由休眠状态的芽孢变成营养状态的细菌的过程，称为----过程：活化---出芽----生长活化的方法：短期加热、低PH环境、还原剂处理。活化后要立即接种到合适的培养基中去，否则将恢复到休眠状态。研究芽孢的意义：①在鉴定菌种时用②芽孢的存在有利于菌种的筛选和保藏③可代表灭菌的程度。⑶伴孢晶体：少数芽孢杆菌在形成芽孢的同时，会在芽孢旁形成一颗菱形或双椎形的碱性蛋白质晶体（内毒素）它由18种氨基酸组成，对200多种磷翅目昆虫有毒害作用，因而可制成细菌杀虫剂。（苏云金芽孢杆菌）微生物个体微小，单个微生物只能借助显微镜，其结构甚至要借助电子显微镜才能看到，那么其群体形态又是怎样的呢？二、细菌群体（菌落）的形态：菌落：是由单个细菌细胞经生长繁殖而成的肉眼可见的子细胞群体。菌苔：多个菌落融合到一起形成---菌落的形成有种的稳定性和专一性，因此可用于微生物的分离、纯化、鉴定、计数、选种和育种工作中。菌落在固体培养基上形态的描述：大小、形状、隆起度、边缘、表面状态（光滑、皱褶等）、表面光泽、表面质地（油脂状、湿润）、颜色及透明度。液体培养基中的状态：有无混浊、颜色改变否、沉淀否、有无气泡、菌环等。第三章真核微生物教学目的和要求：通过本章的学习使学生掌握什么是真核微生物，以及酵母、菌的细胞形态、结构，繁殖方式等。重点和难点：重点是酵母菌、霉菌的细胞形态、结构、繁殖方式、菌落特征。难点是如何区分细菌、放线菌、酵母菌和霉菌的菌落。第一节酵母菌酵母菌是一个俗称，并不是一个分类学上的名词，一般具有以下特点：①个体一般以单细胞形式存在②多为出芽繁殖，也有裂殖的③能发酵糖产能④细胞壁含甘露聚糖⑤喜欢在含糖量较高、酸度较大的水生环境中生长。分布：广，主要生长在偏酸含糖环境中，如水果、蔬菜表面，以及果园土壤中和炼油厂附近（分解烃类的）与人类关系：极其密切。千百年来酵母菌及其发酵产品大大改善和丰富了人类生活。如酒类饮料、面包制作，甘油发酵；石油及油品的脱蜡，饲料用、药用及食用单细胞蛋白质等；以及在核酸等的提取中都有用。但也有少数会引起疾病，一般属条件致病，如：鹅口疮、阴道炎、轻度肺炎等。一、细胞形态及结构：大小：2.5—10um×4.5---21um，比细菌粗10倍。形态：球状、卵圆状、椭圆状、柱状或香肠状，细胞分裂旺盛，而未断开，形成从而假菌丝。菌落：形态与细菌相似，但比细菌大而厚。多数不透明，表面光滑，湿润，多数呈乳白色。二、酵母菌的繁殖方式及生活史：酵母菌的繁殖方式及生活史有多种类型，是鉴定的一个重要指标。（一）无性繁殖：芽殖、裂殖、产生无性孢子1、芽殖：是无性繁殖的主要方式。是在成熟的酵母细胞表面向外突出形成一个小芽，叫芽体，然后部分核物质和细胞质进入芽体内（一套完整的细胞结构），当芽体长大到一定程度时，从母细胞脱离，成为一个新个体。2、裂殖：少数酵母菌种类