食品微生物总结

1 / 65 食品微生物总结 心得体会 本次为期一周的实验课，让我更加深入的了解了酸乳中的各种微生物和丰富的微生物的世界。正如我们所知，微生物也有着不同的特征和生活方式，对人类的生活产生着或好或坏的影响。只有当我们能真正的了解这些微生物之后，我们才可以更好地与它们和谐共处。 这次酸乳中微生物检验实验给予了我许许多多的锻炼，从最开始实验课题的选取，实验材料的寻找，小组分工协作完成实验，到最后实验报告的完善，一切都是我们小组共同努力的结果，所以说这次大型实验给我们带来的益处是无法估量的。 当然在这次实验也暴露出了我们很多的问题。实验前我们准备的资料不充分，导致 了我们实验开始时就手忙脚乱，实验用的原料比例我们都没能很好的把握。不过随后经过我们的不懈努力，最终还是比较圆满的完成了任务。实验中我们先对培养基进行了制备，后来我们计量了菌落的总数并加以分2 / 65 析辨别。并对主要的菌种大肠杆菌、霉菌、酵母菌、致病菌，乳酸菌等进行了测定和研究。本次实验我们忙中有乐，十分的开心。 这次实验还增强了我们小组之间配合的默契程度，我们小组分工合作，有条不紊，通过大家共同的努力，我 们的实验完成的很快。而且也使我们每个人的动手能力的都得到了较好的锻炼。实验中其他组做的实验也给予了我们很大的帮助，我们在思路比较阻塞的时候，大家相互帮助，给了我们很多恳切实用的建议。并且在不懂的地方老师也耐心细致的给予了我们指导，使我们受益匪浅。这段实验时光让我觉得大家就是一个完美的大家庭，很好的团结在了一起。可以说这次实验不光对于我自己，对于我们整个班级都是一个很好的契机。让我感觉我们的大家庭变得更加融合，更有凝聚力了。 总的来说我们这次实验是比较成功的，但是我们在实验中也存在着很多错误并且也走了不少弯路。这给我们的警示是，在科研过程中要秉着严谨认真的态度，在实验前做好周密的计划，预想到各种状况，避免错误的出现。这样才能更好完美的完成各自的任务。 对于这次实验我有一些建议，我觉得实验中应该进行多种产3 / 65 品的对比和比较，在进行活性检验时应当设置空白对照。这样实验会更加严谨，我们分析的数 据也会更准确，而且我觉得还可以放映一些相关的影视资料，让我们更加深入的了解现代食品行业并根据现阶段的发展情况确定实验的主流方向，使实验更接近现实工业生产。我觉得通过这些我们会更有针对性的完成实验，并且有可能发现不同的问题，并给出比较合理的处理手段和实现方式。 最后我还是很感谢这次实验，因为我们获得了这样一次机会，一个可以证明自己能力的机会。我们相信我们能行，相信自己会把实验任务完成的很出色。我希望这样的实验能不断开展下去，让更多的同学了解微生物，了解我们丰富多彩的食品世界。 微生物学总结 绪论： 一、名词解释： 微生物：一切肉眼看不见或看不清的微小生物的总称。它们4 / 65 都是一些个体微小，构造简单的低等生物。 二、简答、论述： 1、为什么微生物一直不被人类所了解？ 因为它们 个体过于微小； 群体外貌不显； 种间杂居混生； 其形态与其作用的后果之间很难被人认识。 2、微生物的五大共性： 体积小 ，面积大； 吸收多，转化快； 生长旺，繁殖快； 适应强，易变异； 分布广，种类多。 3、巴斯德和科赫对微生物学的贡献： 巴斯德： 彻底否定了 “ 自生说 ” 。 免疫学 预防接种。 证明发酵是由微生物引起的。 发明巴氏消毒法。 科赫： 证实炭疽病菌是炭疽病的病原菌。 发现了肺结 核病的病原菌。 提出了科赫法则。 用固体培养基分离纯化微生物。 一、名词解释 ： 5 / 65 原核生物：指一大类细胞核无核膜包裹，只存在称做核区的裸露 DNA 的原始单细胞生物，包括真细菌和古生菌两大类 群。 细菌：是一类细胞细短、结构简单、胞壁坚韧、多以二 分裂方式繁殖和水生性较强的原核生物。 糖被：是包被与某些细菌细胞壁外的一层厚度不定的透明胶状物质。分 为荚膜、微荚膜、粘液层和菌胶团。 芽孢：某些细菌在其生长发育后期，在细胞内形成的一个圆形或椭圆形、 厚壁、含水量低、抗逆性强的休眠构造，称为芽孢。 DPA-Ca：吡啶 -1， 6 二羧酸钙盐的简称，芽孢皮层中的主要成分之一， 可能与芽孢的抗逆性有关。 6 / 65 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、 方形或不规则形的碱溶性蛋白质晶体，称为伴孢晶体。 菌落：将单个微生物细胞或一小堆同种细胞接种到固体培养基表面，当它占有一定的发展空间并处于 适宜的培养条件下时，该细胞就会迅速生长繁殖并形成细胞堆，即菌落。 放线菌：一类主要呈丝状生长和以孢子繁殖的革兰氏阳性细菌。 蓝细菌：一类进化历史悠久、革兰氏染色阴性、无鞭毛、含叶绿素 a、能进行产氧性光合作用的大 型原核生物。 支原体：一类无细胞壁、介于独立生活和细胞内寄生生活间的最小型原核生物。 二、简答、论述： 、细菌细胞壁的功能： 7 / 65 固定细胞外形和提高机械强度，使其免受渗透压等外力的伤害。 为细胞的 生长、分裂和鞭毛运动所必须。 阻拦大分子有害物质进入细胞。 赋予细菌特定的抗原性以及对抗生素和噬菌体的敏感性。 、磷壁酸的功能： + 通过分子上的大量负电荷浓缩细 胞周围的 Mg，提高细胞膜上一些合成酶的活力。 贮藏元素。 调节细胞自溶素的活性，防止细胞因自溶而死亡。 作为噬菌体的特异性吸附受体。 + 赋予 G 细菌特定的抗原。 增强某些致病菌对宿主细胞的粘连，避免白细胞吞噬。 8 / 65 、 G 细菌和 G 细菌的区别： 比较项目 G 细菌 G 细菌 内壁层 外壁层 厚度 20-80 2-3 8 层次 单层 多层 肽聚糖结构 多层，交联度 75比较坚固 1-2 层，交联度 25，亚单位交联网格较疏松 与细胞膜关系 不紧密 紧密 肽聚糖 占干重 30 95 占干重5 20 多糖 有 无 无 蛋白质 有或无 无 有 脂多糖 无 无 有 脂蛋白 无 有或无 有 革兰氏染色反应 紫色 红色 肽聚糖层 厚，层次多 薄，一般单层 磷壁酸 多数含有 无 外膜 无 有 鞭毛结构 基体上着生两个环 基 体上着生个环 产毒素 外毒素为主 内毒素为主 对溶菌酶 敏感 不敏感 对青霉素 ,磺胺 敏感 不敏感 对链霉素 ,氯霉素 ,四环素 不敏感 敏感 产芽孢 有的产 不产 、原核生物细胞壁的特殊结构： 肽聚糖结构只出现于原核生物中，胞壁酸、磷壁酸、 D-氨基酸以及二氨基庚二酸都是细菌以及与细菌相近的原核生物细胞壁中特有的成分。 9 / 65 具有两 种 D-氨基酸，有助于抵抗普通蛋白酶和肽酶的分解作用。 、革兰氏染色的机制： G 细菌由于其细胞壁较厚、肽聚糖网层次多和交练致密，故遇脱色剂乙醇处理时，因失水而使网孔缩 小，再加上它不含类脂，故乙醇的处理不会溶出缝隙，因此能把结晶紫与碘的复合物牢牢留在壁内，使其保持紫色。 G 细菌细胞壁外膜中脂质含量很高，肽聚糖层，遇脱色剂乙醇时，以脂质为主的外膜迅速溶解，这时薄而松散的肽聚 糖网不能阻挡结晶紫与碘的复合物的溶出，因此细胞褪成无色，这时再经沙黄等红色染料复染，就使 G 细菌呈现红色， 10 / 65 选择性的控制细胞内外营养物质和代谢产物的运送。 是维持细胞内正常渗透压的结构屏障。 是合成细胞壁和糖被有关成分的重要场所。 膜上含有与氧化磷酸化或光合磷酸化等能量代谢有关的酶系，是细胞的产能基地。 是鞭毛基体的着生部位。 、糖被的功能： 保护作用； 贮藏养料； 作为透性屏障和离子 交换系统； 表面附着作用； 细菌间的信息识别作用； 堆积代谢废物。 10、鞭毛的构造： 基体： L 环、 P 环、 S-M 环， Mot 蛋白、 Fli 蛋白 钩形鞘 鞭毛丝 11、放线菌是一类丝状分枝细菌的依据： 11 / 65 原核； 菌 丝直径和细菌相仿； 细胞壁成分为肽聚糖； 产生有鞭毛的孢子； 噬菌体相同； 生活环境的 pH 值相近，微碱性； DNA 重组方式相同； 核糖体 70s； 对溶菌酶敏感； 可抑制细菌生长的抗生素对放线菌同样有效。 12、细菌、支原体、衣原体、立克次氏体、病毒的比较： 细菌 支原体 立克次氏体 衣原体 病毒 可见性 光镜 光镜 光镜 光镜 电镜 过滤性 否 能 否 能 能 革兰氏染色 G、 G G G G 无 细胞壁 有 无 有 有 无 繁殖方式 二分裂 二分裂 二分裂 二分裂 复制 培养方式 人工培养基 宿主细胞 宿主细胞 宿主细胞 宿主细胞 核酸 DNA、 RNA DNA、 RNA DNA、 RNA DNA、 RNA DNA 或 RNA 核糖体 有 有 有 有 无 大分子合成系统 有 有 有 无 无 产 ATP12 / 65 系统 有 有 有 无 无 繁殖时是否 保持完整 保持 保持 保持 保持 失去 入侵方式 多样 直接 节肢动物媒介 吞噬作用 多样 对抗生素 敏感 敏感 敏感 敏感 不敏感 对干扰素 有的敏感 不敏感 有的敏感 有的敏感 敏感 13、细菌、酵母菌、放线菌、霉菌的菌落特征： 细菌 酵母菌 放线菌 霉菌 菌落 含水状态 很湿 较湿 较干燥 干燥 外观形态 小而突起或大而平坦 大而突起 小而紧密 大而疏松或大而致密 细胞相互关系 形态特征 参考特征 菌落透明 度 菌落与培养基 结合程度 菌落正反面 颜色的差别 菌落边缘 分散或有一定排列方式 单个分散或假丝状 丝状交织 丝状交织 小而均匀，个别有芽孢 大而分化 细而均匀 粗而分化 透明或稍透明 稍透明 不透明 不透明 不结合 相同 一般看不到细胞 13 / 65 不结合 牢固结合 较牢固结合 细胞生长速度 很快 气味 臭味 真核微生物： 一、名词解释： 真核生物：是一大类细胞核具有核膜，能进行有丝分裂，细胞质中存在线粒体或叶绿体等多种细胞器的生物。包 含真菌、显微藻类和原核生物。 真菌：具细胞壁，无根茎叶分化，不含叶绿体，靠寄生或腐生方式生活的一类真 核微生物，少数单细胞，大多数菌体呈丝状。 酵母菌：单细胞，以出芽方式繁殖，细胞壁常含甘露聚糖，常生活在含糖量教高、 14 / 65 酸度较大的水生环境中的单细胞真核微生物。 霉菌：菌丝体较发达又不产生大型肉质子实体结构的真菌。 子实体：指在其里面或上面可产生无性或有性孢子，有一定形状和构造的任何菌 丝体组织。 蕈菌：能形成大型肉质子实体的真菌，包括大多数担子菌类和极少数的子囊菌类。 二、简答、论述： 1、霉菌的代表种类： 毛霉属：由无隔多核的菌丝构成菌丝体，产生无性的孢囊孢子和有性的接合孢子，蛛网状菌落。具有很强的分解蛋 白质的能力。用于淀粉酶的生产，柠檬酸发酵。主要分布于土壤、肥料中。 根霉属：匍匐菌丝可分化出吸收营养的假根及产无性孢囊15 / 65 孢子的孢囊 梗，有性繁殖产生接合孢子。产生淀粉酶、糖 化酶，是酿酒工业的菌种。 曲霉属：有隔多核菌丝，具足细胞，经由菌丝分化成的分生孢子头产生无性的分生孢子，有的种有性繁殖产生子囊 和子囊孢子。用于制酱、酿酒、制醋曲等。广泛分布在谷物、空气、土壤及各种有机物上。 青霉属：有隔多核菌丝体产生帚状分枝的分生孢子梗。产生青霉素。分布于发霉的水果上 2、真菌孢子的类型： 孢子名称 染色体倍数 外或内生 特点 实例 无性孢子 游动孢子 n 内 有鞭毛 ，能游动 壶菌 孢囊孢子 n 内 水生型有鞭毛 根霉、毛霉 分生孢子 n 外 少数为多细胞 曲霉、青霉 厚垣孢子 n 外 在菌丝顶或中间形成 总状毛霉 相同 一般不同 一般不同 可见球状、卵圆状 有时可见 可见粗丝状细胞 或假16 / 65 丝状细胞 细丝状细胞 较快 慢 较快 酒香味 泥腥味 霉味 一、微生物的概念及其在生物分类中的地位 (一 )微生物的概念 1、定义：微生物是指肉眼难以看清、需要借助光学显微镜或电子显微镜才能观察到的一切微小生物的总称。 它们大多为单细胞，少数为多细胞，还包括一些没有细胞结构的生物。 2、种类 根据其是否有细胞结构分为两大类： 非细胞型【病毒、亚病毒】 细胞型【原核细胞型：真细菌、放线菌、古生菌 ;真核细胞型：酵母菌、霉菌、蕈菌】 17 / 65 (二 )微生物在生物分类中的地位 1、五界系统： 1969 年魏塔克提出，把所有生物分为原核生物界、原生生物界、真菌界、植物界、动物界。 2、六界系统：我国学者陈世骧把生物分为六界，即病毒界、原核生物界、真核原生生物界、真菌界、植物界、动物界。 微 生物分别属于病毒界、原核生物界、真核原生生物界、真菌界的四个界。 3、三域学说： 1978 年伍斯等提出了生命起源的三原界系统，现称为三域学说。将整个生物界分为 3 个域，即古生菌域、细 菌域和真核生物域， 把域放在门和界水平之上。把传统的界分别放在这 3 个域中，这个学说已基本被各同学者所接受。 在六界系统中微生物占有 4 界，既有原核生物，又有真核生物，还有非细胞结构的生物。 18 / 65 在三域学说中微生物分布于 3 个域。这显示了微生物分布的广泛性及其在自然界的重要地位。 微生物在生态系统中的地位：消费者，部分生产者 二、微生物的生物学特性 形态微小、结构简单。病毒： nm，细菌：几个 m ，霉菌：几十个 m 。 代谢旺盛、繁殖快速。几乎所有的有机质都可以被微生物分解，还可以产生多种产品：酒精、抗生素、有机酸、酶制剂、 维生素、核酸等。 代谢类型多、代谢能力强：表面积与体积比值大，可迅速进行物质交换，所以代谢强度高于动、植物， 高几千 几万 倍。繁殖速度极快，一个细胞分裂一次就是二个个体。如：大肠杆菌条件适宜、 2030 分钟一代， (转载于 : 海 达 范 文网 :食品微生物19 / 65 总结 ) 24 小时72 代、菌体数 1021 个， 45 天体积与地球相仿。 适应性强、易变异。生存条件温和，可在常温、常压下生长、培养基中的营养物质容易获得。 微生物形体微小、易受环境的影响，而产生变异，而这种变异通常可稳定遗传，形成新种。实际工作中这种变异常导致菌 种的退化。 种类繁多、分布广泛。万米高空、 1 万米海底、江 、河、湖、海中，到处可见微生物。土壤中、冰雪中、温泉中等，目前有 10 万种以上。 三、微生物学及其主要分科 微生物学是研究微生物及其生命活动规律的学科。是研究微生物在一定条件下的形态、构造、分类、遗传变异、生理生化、 20 / 65 生长繁殖、生态及其与人类、动物、植物、自然界之间相互作用等生命活动规律的一门学科。 1、内容：形态、构造、分类、遗传变异、生理、生化、生长繁殖、生态和在工业、农业、医学、和环保等方面的应用。 2、分支： 基本理论：普通微生物学、微生物分类学、微生物生理学、微生物生态学及微生物遗传学等。 应用方面：工业微生物学、农业微生物学、医学微生物学、兽医微生物学、食品微生物学、乳品微生物学、石油微生物学、 海洋微生物 学、土壤微生物学、环境微生物学等。 3、微生物与人类的关系 微生物的有益之处 利用微生物制作食品、饮料和酒类 21 / 65 利用微生物生产许多种抗生素等药品 参加自然界的物质循环 利用微生物处理污水净化环境 以微生物作为科研材料进行基因工 程等 微生物的危害 使人类和各种动植物感染各种疾病等如： 人类：鼠疫、艾滋病、肺结核、流行性脑炎等 ; 动物：疯牛病、鸡、猪的瘟疫等 ; 植物：苹果等水果的腐烂病、一些植物的软腐病 ; 其它物品：使食物或皮革制品腐烂霉变。 非典是 由某种冠状病毒引起的，中间的病毒粒子具有复杂的22 / 65 形态，遗传物质是单链的 RNA。目前所知，冠状病毒科 ,只感染 脊椎动物，与人和动物的许多疾病有关 四、微生物学的形成与发展 我 国古代人民对微生物的认识和利用 微生物的发现和发展 1、发展简史 1674 年：荷兰人列文虎克观察到原生动物。 1676 年：列文虎克观察到了细菌。 2、生物学的先驱及其贡献奠基 巴斯德： 1、否定了生命 “ 自然发生 ” 学说； 2、解决了当时工、农、医方面提的许多难题，推动了生产的 23 / 65 发展： 3、奠定了微生物学的理论基础， 4、创造了一些微生物学实验方法， 柯赫： 1、发现了许多病原菌，如炭疽杆菌、结核杆菌、霍乱弧菌等； 2、发明了 固体培养基，提出了纯培养的概念和方法； 3、创造了细菌染色的方法 . 工业微生物学的发展 分子生物学阶段 19 世纪后期，微生物已成为一门独立科学 20 世纪，微生物与生化、遗传结合使微生物学发展迅速。 分子生物学是由微生物学，生化和遗传学三门学科组成。 生物工程是微生物学的重要内容。 生物工程包括：基因工程，细胞工程，酶工程和微生物工程。 生物工程的内容：有机酸， AA，抗生素，维生素，核苷酸，24 / 65 酿造， E 制剂，食用菌，农药，菌肥等。 五、食品微生物学研究的内容与任务 1、食品微生物学 食品微生物学是微生物学的一个分支学科。它是在普通微生物学与相关微生物学的基础理论与基本技术 的基础上，专门研究食品中微生物的生态分布、生物学特性、食品在贮藏和加工过程中有益微生物的作用以及食品中有害 微生物的污染、控制及卫生学检测，从而为人类提供营养丰富、品种多样、安全卫生的食品而发展起来的一门新学科。食 品微生物学就是研究微生物与食品之间相互关系的一门科学。 2 、食品微生物学的研究内容 研究与食品有关的微生物及其生命活动规律。如乳酸25 / 65 菌、双歧杆菌的生物学特性。 研究如何利用有益微生物为人类制造食品。如利用细菌来生产食醋、味精等调味品，酸乳、干酪、酸性奶油等发酵乳 制品；利用酵母菌来生产馒头、面包、酿酒及食用蛋白等；利用霉菌生产腐乳、 豆豉、酱、酱油、柠檬酸等食品或添加剂。 研究如何控制有害微生物，防止食品发生腐败变质和引起人类的食物中毒。如微生物引起面包、粮食的发霉，米饭变酸、 变臭，水果腐烂，牛奶凝固以及金黄色葡萄球菌、肉毒杆菌、沙门氏菌等引起食物中毒等。金黄色葡萄球菌在 37 好氧条 件下可以迅速繁殖并产生肠毒素，最终导致人类的食物中毒。 研究检测食品中微生物的方法，制定食品中的微生物指标，从而为判定食品的卫生质量提 26 / 65 供科学依据。食品卫生微生物学标准主要包括有细菌总数、大肠 菌群和致病菌等。 3、食品微生物学的主要任务 食品微生物学是食品科学与工程专业的一门重要的专业基础课。其中主要任务是： 研究食品中存在的微生物种类、分布及其特点； 掌握食品微生物学的基本知识、基础理论和基本实验技能，辨别有益的、腐败的和病原的微生物。从而，在食品制造 和保藏中，充分利用有益的微生物资源，为提高产品的数量和质量服务； 控制腐败微生物和病原微生物的活动，以防止食品变质和杜绝因食品引起的病害，提高食品的卫生质量，保证人 类健康。 第二章微生物主要类群与结构 第一节 原核微生物与真核微生物的概念与主要区别 27 / 65 微生物世界包含了相当多样化的类群。按照现代生物学的观点，微生物可分为细胞型微生物和 非细胞型微生物，凡具有细 胞形态的微生物统称为细胞型微生物。 细胞型微生物又根据细胞的结构不同分为原核微生物和真核微生物。 一、原核微生物是指一大类仅含一个 DNA 分子的原 始核区而无核膜包裹的原始单细胞微生物，与真核微生物不同。 由于真细菌细胞的结构在原核微生物中颇具代表性，并且对其研究也较深入，所以本章以细菌为代表介绍原核微生物细胞 的结构和功能。 二、真核微生物是一大类具有真正细胞核，具有核膜与核仁分化的较高等的微生物。其细胞质中有线粒体等细胞器和内质 28 / 65 网等内膜结构。 第二节 原核微生物的形态、结构及其生理功能 原核微生物主要包括细菌、放线菌、蓝细菌以及形态结构比较特殊的立克次氏体、支原体、衣原体、螺旋体等。 一、细菌 细菌是一大类群结构简单、种类繁多、主要以二分分裂法繁殖和水生性较强的单细胞原核微生物。 (一 )细菌细胞的形态 1、细胞的形状与排列方式 三种基本形态：球状、杆状、螺旋状。其中以杆状为最常见，球状次之，螺旋状较为少见。 杆菌：细胞呈杆状或圆柱状，在显微镜下用测微尺测量。 29 / 65 表示方法：球菌：直径杆菌：长宽螺旋菌：宽、长、螺距 (二 )细菌细胞的基本结构 一般构造：如细胞壁、细胞膜、细胞质、 核质体、核糖体等，是所有细菌都具有的构造。 特殊构造：主要有鞭毛、菌毛、性菌毛、荚膜和芽孢等，并非所有细菌都有的构造。 细菌细胞结构的模式构造见下图。 1、细胞壁所有细菌 都有细胞壁。它是细菌细胞最外一层坚韧并富有弹性的外被，主要成分为肽聚糖。它赋于细菌细胞以强度和形状。 细菌的革兰氏染色法 由于细菌细胞微小又透明，一般先要经过染色才能作显微观察。 细菌的革兰氏染色法是在 1884 年，丹麦医生发明。其根据30 / 65 不同细菌细胞壁的化学组成和结构不同，通过革兰氏染色 +-法可将所有的细菌分为革兰氏阳性和革兰氏阴性。 程序：初染 媒染剂 脱色 复染 +结果判断：菌体呈紫色的为革兰氏阳性菌 - 菌体呈红色的为革兰氏阴性菌 细菌细胞壁的构造和化学组成： 具有多样性的特征，它们不仅具有很多的共性。而且在革兰氏阳性菌、革兰氏阴性茵和古生菌中还存在各自的特性。 +革兰氏阳性菌：细胞壁较厚 (20-25nm)，构造简单，其化学31 / 65 组分为肽聚糖和磷壁酸； -革兰氏阴性菌：细胞壁较薄 (10-15nm)，有多层构造 (肽聚糖和脂多糖层等 )。其化学组分为肽聚糖和一定量的类脂质 和蛋白质等成分。 肽聚糖： 组成革兰氏阳性菌与革兰氏阴性菌细胞壁的主要化学成分。也称胞壁质、粘肽或粘肽复合物。其由三部分组成： 双糖：N-乙酰胞壁酸、 N-乙酰葡萄糖胺 肽尾： 4 肽 ，是由 4 个氨基酸分子连接而成的短肽。 肽桥：相邻 “ 肽尾 ” 互相交联形成高强度的网状结构。不同细菌的肽桥类型是不同的，肽桥类型的不同是 “ 肽聚糖的多样性 ” 的又一体现。 NAG 与 NAM 之间通过 -1,4 糖苷键相连，构成主链骨架 NAM 与 AA 之间通过肽键相连接于聚糖骨架链的 N-乙酰胞壁32 / 65 酸的乳酰基上。 磷壁酸：又称垣酸，为大多数革兰氏阳性菌所特有。 成分：由多个 (8 50 个 )核糖醇或甘油以磷酸二酯键连接而成的一种酸性多糖。分类：根据结合部位不同，分为壁磷壁酸和膜磷壁酸 (也称脂磷壁酸 )两种类型。 功能：加固细胞壁；增强膜稳定性，调节膜结合酶活性；贮藏磷元素；调节细胞壁的增长；形成表面抗原；构成噬菌体吸附的受体。 G+菌细胞壁化学组成以肽聚糖 (peptidoglycan)为主。这是原核微生物所特有的成份，占细胞壁物质总量的 40-90%。 G-细胞壁的组成和结构比 G+更复杂。主要成份为： 脂多糖、磷脂、脂蛋白、肽聚糖。 脂多糖的功能 构成革兰氏阴性细菌致病物质 肉毒素的物质基础； 起保护作用，它可以阻止溶菌酶、抗生素和染料等侵入菌33 / 65 体，也可以阻止周质空 间中的酶外漏； 吸附 Mg2+、 Ca 2+等离子而提高细胞壁的稳定性； 作为重要的抗原因子决定了革兰氏阴性细菌抗原表位的多样性； 是许多噬茵体吸附的受体。 外膜蛋白： 指嵌合在 LPS 和磷脂层外膜上的蛋白，包括脂蛋白、孔蛋白等。 周质空间：位于细胞壁与细胞膜间的狭小间隙，呈胶状，内中含有多周质蛋白蛋白质： 水解酶 合成酶 结合蛋白 (具有运送营养物质的作用 ) 受体蛋白 古生细菌细胞壁：多有细胞壁，少无。细胞壁中没有肽聚糖，由拟胞壁质、糖蛋白或蛋白质构成。 有四种类型： 34 / 65 类型 I：最普遍。多为 G 古生菌，细胞膜外 10-20nm 均一电子致密层，主要成分为坚硬的拟胞壁质或杂多糖。 + 类型 II：只存在于炽热甲烷嗜热菌中，在坚硬的拟胞壁质外有蛋白质表层。 - 类型 III： G 中，存在 于嗜热嗜酸菌、嗜盐古生菌和产甲烷中，细胞膜外只有一个由蛋白质或糖蛋白构成的表层。 类型 IV：最复杂。见于甲烷螺菌属和甲烷丝菌属，细胞膜外除有电子致密的弹性层外，还有蛋白原纤维鞘。 +拟胞壁质：拟胞壁质的聚糖由 N-乙酰葡萄糖胺和 N-乙酰氨基塔罗糖醛酸以 -糖苷键连接， G 菌 中无磷壁醛酸或磷壁酸。 细胞壁缺损型：有原生质体、球形体、细菌 L 型三种。 + 原生质体：在等渗蔗糖液中用溶菌酶处理 G，可得到无细胞壁的原生质体。 35 / 65 - 球形体：用溶菌酶处理 G，可得到除去部分细胞壁的细菌 -球形体。 原生质体和球形体尚有完整的细胞膜和原生质结构，所以依然有生物活性，照样能够代谢，而且还能在适宜条件下再生。原生质体为外源 DNA 的进入提供了方便，所以是研究遗传物质交换和重组的一种理想材料。原生质体还有助于 DNA 的提取和质粒的寻找，所以在遗传工 程中常用到它。 细菌 L 型 :没有细胞壁的细菌。有些细菌经某些诱导因子作用，在一定条件下会变为多形性的细胞缺损型 L 型。细菌 L 型较柔软，有球形、杆形、丝状，可通过细菌滤器，直径在。分为：原生小体：直径在。圆球体：直径在 1um 左右。巨形体：直径在。 细菌 L 型在无青霉素等的培养基中可 恢复产生细胞壁而变为原来的细菌，这称为 L 型回复，不易回复的叫稳定 L 型，易回复的叫不稳定 L 型。 (5)细菌的革兰氏染色机制 36 / 65 长期的微生物研究实践表明，细菌对革兰氏染色的反应主要与其细胞壁的通透性有关。 G+：细胞壁厚，肽聚糖含量高，网孔小，经乙醇脱水后，使网孔更小，结晶紫、碘不能被抽提出来，而呈紫色。 G-：细胞壁薄，肽聚糖含量少，交联程度低，网孔大。又由于类脂质含量高，乙醇溶解了脂类后，网孔更大。所以结晶紫和碘易被从细胞中抽提出来，而呈复染沙黄的颜色 -红色。 2、细胞质膜 又称质膜或细胞膜，是紧贴细胞壁内侧、包围着细胞质的一层柔软、脆弱、富有弹性的半透性膜，厚约 78nm，由磷脂、蛋白质和少量的糖类组成。通过质壁分离、鉴别性染色或原生质体破裂等方法可在光学显微镜下观察到。细菌的膜蛋白已不单纯起结构作用，很多膜蛋白在物质转运和代谢 (尤其是能量代谢 )中起重要作用，如转运蛋白、电子传递蛋自以及 ATP 合成酶等。有时还是合成膜脂和细胞壁各种组分以及合 成糖被的酶。 +-膜的脂质主要是双分子磷脂层，细菌主要是磷酸甘油酯，37 / 65 古细菌为异戊烯甘油醚， 3、内膜系统 细菌不含线粒体与叶绿体之类的细胞器。但许多革兰氏阳性细菌、光合细 菌、硝化细菌、甲烷氧化细菌以及固氮菌等的细胞膜内凹延伸或折叠成为形式多样的内膜系统，如间体、载色体和羧酶体，以提供为某种功能所需要的更大的表面积。 细胞质膜的功能： 渗透屏障，维持着细胞内正常的渗透压； 物质运输； 参与膜脂、细胞壁各种组分以及檄被等的生物合成； 参与产能代谢。在细菌中，电子传递链和 ATP 合成酶均位于细胞膜； 分泌细胞壁和糖被的成分 (孔蛋白、脂蛋白、多糖 )、胞外蛋白 (各种毒素、细菌溶菌素 )以及胞外酶 (青霉素酶、蛋白酶、淀粉酶 等 )； 38 / 65 参与 DNA 复制与子细菌的分离； 提供鞭毛的着生位点。 间体：是一种由细胞膜内陷而形成的囊状结构，其中充满着层状或管状的泡囊。多见于革兰氏阳性菌。间体又分隔壁间体和侧性间体，深层间体与 DNA 复制、分配以及细胞分裂有关；浅层侧性间体与胞外酶的分泌有关。也有人认为间体仅是电镜制片时因脱水操作而引起的一种赝象。 载色体：是光合细菌的光合作用部位，相当于高等植物的叶绿体。含有菌绿素和胡萝卜素等色素。 羧酶体：某些硫杆菌细胞内散布着由单层膜 (非单位膜 )围成的多角体 (图 2 16)、因内含 1， 5 二磷酸核酮糖羧化酶故称为羧酶体、它在自养细菌的 CO2 固定中起作用。 4、细胞质及其内含物 细胞质膜包围的，除核区之外的物质总称为细胞质。 39 / 65 核糖体 无被膜包裹的蛋白质颗粒，其沉降系数为 70S。是合成蛋白质的场所。有 80%-90%的核糖体串联在 mRNA 上以多聚核糖体的形式存在。每个细菌有上万个核糖体。 链霉素、四环素、氯霉素等抗生素能选择性抑制 70S 核糖体蛋白合成。而对真核生物 80 核糖体不起作用。故可用这些抗生素治疗细菌引起的疾病，而对高等动物和人类无害。 注：沉降系数是指在离心场中颗粒的沉降速度。用 S 表示，单位是秒， 10-13 秒为一个沉降系数。 贮藏物：主要是贮存营养物质 糖元和淀粉：是细菌的碳源和能源物质，大肠杆菌及许多芽孢杆菌含有。 + 聚 -羟丁酸：是许多细菌特有的碳源和能源类贮藏物。它无毒、可塑、易降解，是生产医用塑料、生物降解塑料的好材料。 藻青素：常存在于蓝细菌中，是一种内源性氮源、能源储藏物。 40 / 65 异染颗粒：其主要功能是储藏磷酸盐和能量， 并可降低渗透压。因此物质能把蓝色染料变为红紫色，故名异染颗粒。迂回螺菌、白喉棒杆菌、分支杆菌含有。 磁小体： 1975 年，由勃莱克摩在一种折叠螺旋体的趋磁细菌中发现，磁小体是成分是 Fe3O4，外有一层磷脂、蛋白质或糖蛋白膜包裹，其功能是导向作用，趋磁菌具有一定实用前景，比如生产磁性定向药物或抗体等。 羧酶体：是自养菌所特有的内膜系统，可能是固定 CO2 的场所。 气泡：存在于许多水生细菌中，其功能是调节细胞比重以使细胞漂浮在水上层，以便获取光能、氧气和营养物质。 5、核区与质粒 核区：又称核质体、原核、拟核或基因组，是指原核生物所特有的无核膜结构、无固定形态的原始细胞核。原始细胞核没有核膜、核仁，只是由环状双链的 DNA 分子缠绕形成类似于核的结构，且 DNA 不与组蛋白结合，是一种分化不完善的原始性细胞核，故特称原核、核区、拟核或细菌染色体等。41 / 65 每个细菌细胞一般 1 4 个核质体。并且在复制以外时期均为单倍体。 功能：储存和复制遗传信息的场所。 细菌 染色体 DNA： DNA 高度折叠缠绕： DNA， 4700Kbp，长度 1100-1400m 。而长度为 1-3m 。所以， DNA 是高度折叠缠绕在核内的 超螺旋。 细菌染色体的组织结构： 染色体 DNA 有 50-100 个结构域或环，环由 50-100Kbp，一端固定在蛋白质 -膜的核心或支架上，与中体相连。 细菌染色体 DNA 结合蛋白：细菌 DNA 不与组蛋白结合，没有染色体时期。 DNA 与 Hu 蛋白结合，结合蛋白、 H NS 单体蛋白，类组蛋白，又称细胞染色体。 细胞核功能：贮存遗传信息，传递遗传信息。迅速生长，细胞中可能有四个或两个核。 质粒： 42 / 65 是细胞核外的遗传物质。可自我复制，是环状的 DNA 分子，分子量为 2-100106D ， 1-300Kbp。 存在：游离于细胞质中或整合到染色体上。可以自我复制，独立遗传。 数量：一个或多个质粒 是特定的细菌带有的。 作用：可作为目的基因载体，遗传工程尤为重要。但质粒对于细菌来说并不是必不可少的，除去质粒细菌仍能正常生活，它带有一些次要性状。 质粒中有插入序列或转座子，可在质粒与 质粒间，质粒与染色体间，进行基因交换和重组。 6、鞭毛 运动性微生物表面着生着一根或数根长丝状、波曲的蛋白质附属物。球菌一般无鞭毛，部分杆菌有鞭毛，螺旋菌均有鞭毛。 鞭毛的结构：由基体、鞭毛丝、鞭毛钩三部分组成。 基体：即环状体，是一个超微型马达。 43 / 65 鞭毛丝：中空螺旋状、丝状结构，球蛋白亚基螺旋排列。 鞭毛钩：又称钩形鞘，是连接鞭毛丝和基体的一个弯曲筒状部分，蛋白质亚基组成。 (2)鞭毛的运动 鞭毛具有推动细菌运动的功能。一般认为，细菌鞭毛主要是通过旋转来推动细菌运动的，它犹如轮船的螺旋桨。鞭毛基部的基体可视作 “ 马达 ” ，它以细胞膜上的质子动势作为能量，在有关蛋白的共同作用下推动鞭毛旋转而使菌体运动。细菌的运动速度相当快，一般可达 2080 m/s 。 7、菌毛 某些 G+和 G-的个别菌体表面的一种比鞭毛细、短、直、硬、中空且数量较多的蛋白质类附属物。不具运动功能。 功能： 促进细菌的粘附。 促使某些细菌 (好氧菌或兼性厌氧菌 )缠集在一起而在液体表面形成茵膜 (醛 )以获取充分的氧气。 44 / 65 是许多革兰氏阴性细菌的抗原 菌毛抗原。 8、性丝 只存在于大肠杆菌与其他肠道细菌的雄株菌的表面。性丝的结构与菌毛相似。但一般性丝数目较少、较长和较宽。其功能是转移遗传物质。 9、糖被 概念：指包被于某些细胞壁外的一层厚度不定的的胶状物质。糖被的有无、厚薄除与菌种的遗传性相关外，还与环境条件密切相关。 特点：产糖被细菌在固体培养基上形成表面湿润 、有光泽、粘液状的光滑型，即 S 型菌落。不产糖被的细菌形成表面干燥、粗糙的粗糙型，即 R 型茵落。糖被富含水。其含糖组分依种而异，大部分细菌的糖被由多糖组成。某些细菌的糖被由多肽与多糖的复合物组成。 功能： 保护作用； 贮藏营养； 致病功能。 45 / 65 10、芽孢、伴胞晶体与其他 微生物复习题 1、微生物：指需借助显微镜才能观察到的一群微小生物的总称。或指一切肉眼看不见或看不清的微小生物的总称 。 2 鞭毛：是某些细菌在细胞表面着生有一根或数根由细 胞膜中或膜下长出的细长呈波浪状的丝状物。主要由蛋白质构成，是细菌的运动器官，由鞭毛丝、鞭毛钩和基体三部分组成 3 芽孢：某些细菌在一定的生长阶段，可在细胞内形成一个圆形，椭圆形或圆柱形高度折光、厚壁、含水量低、抗逆性强的休眠构造，称为芽孢或内生孢子。 4 菌落：在固体培养基的表面或深层由 一个活细胞繁殖起来，形成能为肉眼观察到的群体堆积物叫菌落。 5 纯培养：纯培养是指一株菌种或一个培养物中所有的细胞或孢子都是由一个细胞分裂、繁殖而产生的后代。只有一种46 / 65 微生物的培养物称为纯培养物。 6 放线菌：是一类能形成分枝菌丝和无性孢子的 G+原核微生物，属于真细菌范畴。 7 诞生痕：酵母出芽繁殖时，子细胞与母细胞分离，在子、母细胞壁上都会留下痕迹。在母细胞的细胞壁上出芽并与子细胞分开的位点称出芽痕，子细胞细胞壁上的位点称诞生痕 8 霉菌：为丝状真菌的一个俗称。凡是在营养基质上能形成绒毛状、网状或絮状菌丝体，但又不产生大型肉质子实体结构的真菌统称为霉菌。 9 匍匐丝 : 某 些真菌在固体基质上常形成与基质表面平行、具有延伸功能的菌丝，称匍匐菌丝 10病毒：病毒到宿主的核 DNA 上，并且可以随宿主 DNA 的复制而进行同步复制的噬菌体，这类寄主细胞称为溶原细胞。 14细胞受体：病毒的细胞受体亦称病毒受体，系指能被病毒吸附蛋白特异性地识别，并与之结合介导病毒进入细胞，启动感染发生的细胞表面组分。 15 裂解性周期：从烈性噬菌体吸附至细菌溶解释放出子代噬菌体的过程称为烈性噬菌体的 裂解性周期或增殖性周期或溶菌性周期。 16 生长因子：那些微生物生长所必需而且需47 / 65 要量很小，但微生物自身不能合成的或合成量不足以满足机体生长需要的有机化合物。狭义的生长因子：一般仅指维生素。 17 化能异养微生物：以有机化合物为碳源，利用有机化合物氧化过程中产生的能量为能源，合成细胞物质，这类微生物称为化能异养微生物。绝大多数微生物属于这种类型。 18 微生物的生长曲线：在培养条件保持稳定时，定时取样测定培养液中微生物的菌体数目，如果已培养时间为横坐标，以单细胞增长数目的对数为纵坐标，就可以作出一条曲线，这条曲线叫生长曲线。 19 生物氧化：物质在细胞内经过一系列连续的氧化还原反应，逐步分解并释放能量的过程称为生物氧化。 a 生物氧化的过程：脱氢、递氢、受氢 b 生物氧化的功能：产能、产还原力 H和小分子中间代谢产物 c生物氧化的类型：发酵、呼吸 20 呼吸作用 : 微生物在降解底物的过程中，将释放出的电子交给电子载体，再经电子传递系统传给外源电子受体，从而生成水或其他还原型产物，并释放能量的过程，称为呼吸作用。 48 / 65 21 氧化磷酸化 :物质在生物氧化过程中形成的 NADH 和FADH2，可通过线粒体内膜或细菌细胞膜上的电子传递链将电子传递给氧或其它氧化型物质，这个过程偶联 ATP 的合成。这 种产生 ATP 的方式称为氧化磷酸化。 22 生物固氮 : 生物固氮是指大气中的分子氮通过微生物固氮酶的催化而还原成氨的过程，生物界中只有原核生物才具有固氮能力。 23 微生物的次级代谢 :指微生物在一定的生长时期，以初级代谢产物为前体物质，合成一些对微生物的生命活动无明确功能的物质的过程。这一 过程的产物称为次级代谢产物。 24 遗传型 : 又称基因型，指某一生物个体所含有的全部遗传因子即基因组所携带的遗传信息。其实质是遗传物质上所负载的特定遗传信息 25 表型 : 又称表现型，指某一生物体所具有的一切外表特征和内在特性的总和，是其遗传型在合适环境下通过代谢和发育而得到的具体表现。 26 诱变育种 : 是用物理或化学的诱变剂使诱变对象内的遗传物质的分子结构发生改变，引起性状变异并通过筛选获得符合要求的变异菌株的一种育种方法。 49 / 65 27 完全培养基 (CM): 满足一切营养缺陷型菌株生长的天然或半合成培养基。 28 基本培养基 (MM): 凡是能满足野生型菌株营养要求的最低成分的合 成培养基 29 营养缺陷型 :经诱变产生的一些合成能力出现缺陷，而必须在培养基内加入相应有机养分才能正常生长的变异菌株。 30 基因重组 : 凡把两个不同性状个体内的遗传基因转移到一起，经过遗传分子间的重新组合，形成新遗传型个体的方式，称为基因重组或遗传重组。 31 转化 : 受体菌在自然或人工 技术作用下直接摄取来自供体菌的游离 DNA 片段，并把它整合到自己的基因组中，而获得部分新的遗传性状的基因转移过程，称为转化。 32 转导 : 以噬菌体为媒介，将供体细胞的 DNA 片段携带到受体细胞中，通过交换与整合，从而使后者获得前者部分遗传性状的现象，称为转导。 33 衰退 : 由于自发突变的结果，而使某物种原有一系列生物学性状发生量变或质变的现象 34 抗原 : 是一类能诱导机体产生抗体或致敏淋巴细胞，并能与之相结合发生特异性免疫反应的物质。即具有抗原性的物50 / 65 质。 35 抗体 : 机体受到抗原刺激后，由分化成熟的终末 B细胞 -浆细胞合成、分泌的一类能与相应抗原特异性结合的具有免疫功能的球蛋白。 36 抗原提呈 : 以能被 T 细胞识别的形式展示肽 MHC 分子复合体的过程称为抗原提呈，以这种形式展示 抗原的细胞称为抗原提呈细胞 37 免疫活性细胞 : 能接受抗原物质刺激而增殖活化，发生特异性免疫应答的淋巴细胞，称为抗原特异性淋巴细胞或免疫活性细胞，主要包括 T 淋巴细胞和 B 淋巴细胞。 38 干扰素 : 动物机体的细胞或组织培养的细胞，在病毒或其它干扰素诱生剂的作用下由细胞基因组编码而产生的一组低分子量的可溶性蛋白质。 39 大肠菌群 : 是一群在 37 ， 24h 能发酵乳糖产酸、产气、好氧和兼性厌氧的革兰氏阴性无芽孢杆菌。 (包括：肠杆菌科里面的：埃希氏菌属，柠檬酸杆菌属，克雷伯氏菌属和肠杆菌属。其中以埃希氏菌属为主，称为典型大肠杆菌，其他三属称为非典型大肠杆菌。 ) 40 内源性污染 : 凡是作为食品原料的动植物体在生活过程中，由于本身带有的微生物而造成食品的污染称为内源性污染，也称第一次污染 。 51 / 65 41 食品中微生物的消长 : 食品中微生物的种类和数量会随食品所处环境和食品性质的变化而不断地变化。表现为食品中微生物出现的数量增多或减少，即称为食品中微生物的消长。 1、微生物的共同特点有哪些？ ? 繁殖快，易培养 ? 体积微小，分布广泛，结构简单 ? 观察和研究手段特殊 ? 物种多，食谱杂 ? 适应性强，易变异 2、革兰氏染色法的主要步骤和染色原理是什么？ 基本步骤： 涂片固定 结晶紫初染 1min 碘液媒染 1 min 95%乙 醇脱色 番红复染 1 2min 结果：革兰氏阳性菌 紫色； 革兰氏阴性菌 红色 52 / 65 意义：将所有的细菌分成 G+、 G-两大类。因此它是分类、鉴定菌种的重要指标。 机理：基于细菌细胞壁在化学组分和结构上的不同。 革兰氏染色原理： 第一步：结晶紫使菌体着上紫色 . 第二步：碘和结晶紫形成大分子复合物，分子大，能被细胞壁阻留在细胞内。 第三步：酒精脱色，细胞壁成分和构造不同，出现不同的反应。 G+ 菌：细胞壁厚，