农业微生物学总结

第1章绪论1、微生物的生物学特性体积小面积大、吸收多转化快、生长旺繁殖快、适应强易变异、种类多分布广2、研究微生物的基本方法显微镜的使用、无菌操作技术、纯种分离技术、纯种培养技术3、微生物农药：利用微生物或其产物来防治植物病虫害和杂草危害的一类微生物制剂称为微生物农药4、原核类：三菌(细菌、放线菌、蓝细菌)三体(支原体、衣原体、立克次氏体)真核类：真菌原生动物单细胞藻类非细胞生物：病毒类病毒朊病毒5、微生物农药的特点：（1）对脊椎动物和人类无害,不污染环境；（2）对植物无毒害；（3）能保护害虫天敌；（4）昆虫不易产生抗药性；（5）自然传播感染能力:有些昆虫病原微生物,可在昆虫群落中自然传播感染成流行病；（6）容易进行大量生产。6、法国的巴斯德（L.Pasteur，1822～1895）和德国的科赫（R.Koch，1843～1910），他们可分别称为微生物学的奠基人和细菌学的奠基人。第2章环境中的微生物1、细菌的形态2、革兰氏染色的主要步骤及反应原理（1）从细胞壁的结构及其化学组成成分的角度来解释：革兰氏染色是基于细菌细胞壁特殊化学组分基础上的一种物理原因。通过初染和媒染操作后，在细菌细胞的膜或原生质体上染上了不溶于水的结晶紫与碘的大分子复合物。革兰氏阳性细菌由于细胞壁较厚、肽聚糖含量较高和其分子交联度较紧密，故在用乙醇洗脱时，肽聚糖网孔会因脱水而明显收缩，再加上它基本上不含类脂，故乙醇处理不能在壁上溶出缝隙，因此，结晶紫与碘复合物仍牢牢阻留在其细胞壁内，使其呈现紫色。反之，革兰氏阴性细菌因其壁薄、肽聚糖含量低和交联松散，故遇乙醇后，肽聚糖网孔不易收缩，加上它的类脂含量高，所以当乙醇把类脂溶解后，在细胞壁上就会出现较大的缝隙，这样，结晶紫与碘的复合物就极易被溶出细胞壁，因此，通过乙醇脱色后，细胞又呈无色。这时，再经沙黄等红色染料进行复染，就使革兰氏阴性细菌获得了一层新的颜色——红色，而革兰氏阳性菌则仍呈紫色（实为紫中带红）。（2）从细菌等电点的角度来解释：已知革兰氏阳性菌的等电点为pH2-3，革兰氏阴性细菌的等电点为pH4-5，可见，革兰氏阳性菌的等电点比革兰氏阴性菌的等电点低，说明革兰氏阳性菌带的负电荷比革兰氏阴性菌多。当革兰氏阳性菌菌所带的负电荷与结晶紫结合时其结合力大；用碘-碘化钾媒染后，G+与G-者的等电点均得到降低，但革兰氏阳性菌的等电点降低得多，故与结晶紫结合得更加牢固，对乙醇脱色的抵抗力更强。结晶紫、碘-碘化钾复合物不被乙醇提取，菌体呈现紫色。而革兰氏阴性菌与结晶紫的结合力弱，结晶紫与碘的复合物很容易被乙醇捕风捕风抽提而使菌体呈现无色，复染后呈现红色。3、原生质体(protoplast)指在人工条件下用溶菌酶除尽原有细胞壁或用青霉素抑制细胞壁的合成，而形成的仅由细胞膜包裹着的圆球形、对渗透压变化敏感的细胞，常由革兰氏阳性菌形成4、球状体或原生质球(sphaeroplast)指在人工条件下用溶菌酶除尽原有细胞壁或用青霉素抑制细胞壁的合成，而形成的残留部分细胞壁的原生质体，常由革兰氏阴性细菌形成5、间体是一种由细胞质膜内褶而形成的囊状结构，其中充满着层状或管状的泡囊，常常同核质相联系，位于细胞分裂处。功能：可能参与呼吸作用、同DNA的复制和细胞的分裂有关。6、载色体是一些不放氧型光合细菌细胞质膜多次内陷折叠而形成的片层状、微管状或囊状的结构。载色体含有菌绿素和类胡萝卜素等光合色素及进行磷酸化所需的酶类和电子传递体是进行光合作用的部位7、类囊体是蓝细菌细胞中存在的由单位膜组成的囊状体，其上含有叶绿素、藻胆色素等光合色素和有关酶类，是光合作用的场所8、羧酶体是自养细菌所特有的内膜结构可能是固定CO2的场所。羧酶体中含有自养生物所特有的5-磷酸核酮糖激酶和1，5-二磷酸核酮糖羧化酶，这两种酶是卡尔文循环中固定CO2的关键性酶类，通过卡尔文循环，使自养菌与异养菌一样含有了磷酸己糖。一些光合细菌，如蓝细菌以及化能自养菌如硝化杆菌科细胞中均具羧酶体。9、核区生理功能:a、是储存和发出遗传信息的物质基础b、在细胞分裂过程中，DNA复制又是遗传信息传给后代的物质基础。10、质粒是存在于细菌染色体以外的遗传物质，多由共价闭合环状双螺旋DNA分子组成，分散在细胞质中独立复制或整合到细菌染色体上。质粒的特点:（1）可以在细胞质中独立于染色体之外（即以游离状态）存在，也可以插入到染色体上以附加体的形式存在；（2）在细胞分裂时，可以不依赖于细菌染色体而独立进行自我复制，也可以插入到细菌染色体中与染色体一道进行复制；（3）质粒可以通过转化、转导、或接合作用而由一个细胞转移到另一个细胞，使两个细胞都成为带有质粒的细胞；但不能自发产生（4）质粒对于细胞生存并不是必要的。（5）主要控制一些次生代谢产物的生成，如：维生素、色素、抗生素等。11、核糖体:是蛋白质合成的场所12、芽孢:有些细菌在一定的生活环境里或生长到一定的阶段，在细胞内形成一个圆形或椭圆形、厚壁、含水量极低、折光性极强、抗逆性极强的休眠体，称为芽孢13、伴孢晶体：在形成芽孢的同时，在芽孢旁形成的一颗菱形或双锥形的碱溶性蛋白晶体—δ内毒素，称为伴孢晶体。如苏云金芽孢杆菌（Bacillusthuringiensis,BT杀虫剂）特点：不溶于水，对蛋白酶类不敏感；易溶于碱性溶剂14、糖被：某些细菌在一定营养条件下向胞外分泌出厚度不定、包被于细胞壁外的胶状物质，此称为糖被（1）荚膜：某些细菌生活在一定的营养条件下由细胞内向细胞壁表面分泌的厚度200nm的透明、粘液状的物质，使细菌与外界环境有明显的边缘，称~。如巨大芽孢杆菌。（2）微荚膜：＜200nm，光学显微镜不能看见，但可采用血清学方法证明其存在，易被胰蛋白质酶消化（3）粘液层：有些细菌分泌多糖粘性物质，疏松地附着在细胞壁的表面，可向四周扩散并且容易消失，与外界环境没有明显的边缘，这个结构称为~（4）菌胶团：在水处理工程领域内，则将所有具有荚膜或粘液的絮凝性细菌互相絮凝聚集成的菌胶团块都称为菌胶团。15、鞭毛：是细菌的运动器官16、菌毛：使菌体附着于物体表面的功能17、菌落（colony）——单个微生物在适宜的固体培养基表面或内部生长、繁殖到一定程度形成的肉眼可见的、有一定形态结构的子细胞生长群体，称为~菌苔（bacteriallawn）——是指在固体培养基上由许多细菌或孢子生长、繁殖形成的肉眼可见、相互连成一片的大量菌落群体。18、液体培养特征：反映微生物与氧气的关系19、半固体培养基：含0.35-0.4%琼脂；穿刺接种法用途：观察细菌是否扩散生长，判断细菌运动性及是否含鞭毛。20、放线菌：细长分枝的原核单细胞生物21、菌落特征（与细菌特征正好相反）表面常呈粉末状或皱褶状(？)，有的则呈紧密干硬的圆形，有些为糊状。颜色各异，正反不同(？)，质地紧密，菌落不易用接种环挑起(？)，较小。第3章微生物的营养1、传统上根据功能不同对营养物归类：水、无机盐和碳源、氮源、能源、生长因子等2、碳源：凡可被用来构成细胞物质或代谢产物中碳素来源的营养物质。◆功能：提供合成细胞物质及代谢物的原料;并为整个生理活动提供所需要能源（异养微生物）。◆种类:3、光能无机营养型：依靠体内的光合色素,利用光作为能源,以H2O和H2S作供氢体,CO2为碳源合成有机物,构成自身细胞物质的微生物~化能无机营养型：以CO2作为唯一碳源物质,以S,H2S,H2,NH3,Fe等无机物氧化释放的化学能为能量合成有机物质的微生物化能异养型微生物：至少需提供一种大量有机物才能满足其正常要求的微生物，即其碳源必须是有机物，氢供体是有机物，能源则可以利用氧化有机物而获得。光能异养型微生物：至少需提供一种大量有机物才能满足其正常要求的微生物，即其碳源必须是有机物，氢供体是有机物，能源则可以利用光能而获得。4、生长因子:是一类对微生物正常生活所不可缺少而需要量又不大，但微生物自身不能用简单的碳源或氮源合成，或合成量不足以满足机体生长需要的有机营养物质。不同微生物需求的生长因子的种类和数量不同。5、培养基：应科研或生产的需要，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的营养基质（混合养料）6、（1）化能自养菌氧化硫杆菌的培养基粉末状硫10gKH2PO44gMgSO40.5gCaCl20.5g(NH4)2SO40.4gFeSO40.01g水1000mL其中各组分作用是什么？碳源是什么？（2）异养细菌的培养基中至少有一种有机物，实验室中通常是葡萄糖如一种大肠杆菌培养基：葡萄糖0.5gK2HPO41gMgSO40.2gNaCl5gNH4H2PO40.4g水1000mL其中各组分作用是什么？碳源是什么？7、培养基的配制原则目的明确；营养协调;理化适宜；经济节约。8、根据培养基的成分和物理状态分：9、根据培养基用途：基础型、选择型、鉴别型、加富型•选择性培养基：在培养基中加入某种物质，以杀死或抑制不需要的微生物的生长，而促进目的微生物生长的培养基。•加富培养基：在培养基中加入某种物质，以促进目的微生物生长成为优势菌的培养基。•鉴别培养基：在培养基中加入某种试剂后，使难以区分的微生物经培养后呈现出明显差别，因而有助于快速鉴别某种微生物的培养基。10、营养物质的运输方式：单纯扩散、促进扩散、主动运输、基团转位单纯扩散（simplediffusion）又称被动运送（passivetransport）。细胞膜这层疏水性屏障可以通过物理扩散方式让许多小分子、非电离分子尤其是亲脂性的分子被动地通过，这就是单纯扩散。这类物质的种类不多，主要是氧、二氧化碳、乙醇和某些氨基酸分子，还没有发现过糖分子可通过单纯扩散而进入细胞的例子。单纯扩散不是细胞获取营养物质的主要方式，因为细胞既不能通过它来选择必需的营养成分，也不能将稀溶液中的溶质分子进行逆浓度梯度运送，以满足细胞的需要。促进扩散（facilitateddiffusion）与单纯扩散的一个主要差别，是在溶质的运送过程中，必须借助于膜上底物特异性载体蛋白（carrierprotein）的参与。由于参与的方式不同，载体蛋白还有许多其他名称，例如透性酶（permease）、移位酶（translocase）或移位蛋白（translocatorprotein）等。这种载体蛋白运送溶质的机制可能是由于其构象的改变：在膜的外侧时，它能与溶质分子结合，而在膜的内侧则可释放此溶质，且不必提供任何能量。这类载体蛋白具有酶的性质，而且必须是诱导产生的。促进扩散只能把环境中浓度较高的分子加速扩散到细胞内，直至膜两侧的溶质浓度相等时为止，而决不能引起溶质的逆浓度梯度运送。因此，它只对生长在高营养物浓度下的微生物发挥作用。主动运送（activetransport）是微生物吸收营养物质的主要机制。其特点是它的特异性载体蛋白在运送溶质的过程中，需要提供能量（质子势、ATP等）而发生构象变化；同时，它可逆浓度梯度进行运送，从而使生活在低营养环境下的微生物能获得浓缩形式的营养物。由主动运送的营养物主要有无机离子、有机离子和一些糖类（例如乳糖、蜜二糖或葡萄糖）等。基团移位（grouptranslocation）也是一种既需特异性载体蛋白又须耗能的运送方式，但溶质在运送前后会发生分子结构的变化，因而不同于上述的主动运送。基团移位在Escherichiacoli（大肠杆菌）和Staphylococcusaureus（金黄色葡萄球菌）中研究得较多。有关这四种运送方式的细节和形象化的解释可见图5-1和表5-14。基团移位主要用于运送葡萄糖、果糖、甘露糖、核苷酸、丁酸和腺嘌呤等物质。以葡萄糖为例，其特点是每输入一个葡萄糖分子，就要消耗一个ATP的能量。运送的机制是依靠磷酸转移酶系统，即磷酸烯醇式丙酮酸-己糖磷酸转移酶系统。其运送的步骤为：（1）热稳载体蛋白（HPr，heat-stablecarrierprotein）的激活细胞内高能化合物磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）的磷酸基团把HPr激活。HPr是一种低分子量的可溶性蛋白质，结合在细胞膜上，具有高能磷酸载体的作用。酶1是一种可溶性的细胞质蛋白。（2