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绪论微生物：形体微小，结构简单，能独立生活的一群生物。 共性：个体微小；生活习性相似；培养、研究方法相似六界：病毒界（病毒）原核生物界（细菌）真核原生生物界（疟原虫）真菌界（酵母菌）植物界（水稻）动物界（猪）种类：1、细胞型微生物：原核细胞微生物，真核细胞微生物 2、非细胞型微生物（分子生物）原核细胞微生物：细菌（放线菌）蓝细菌（立克次氏体） 支原体（衣原体）螺旋体（型细菌）立克次氏体特征：形态多变，有细胞壁，二分分裂繁殖。产能代谢途径不完整，只能利用谷氨酸而不能用葡糖糖产能，引起斑疹伤寒。真核细胞微生物：真菌（霉菌，酵母菌，蕈菌）单细胞藻类，原生动物 分子生物：病毒（动物病毒，植物病毒，微生物病毒），类病毒微生物是发酵的原动力发酵食品通常包含微生物菌体、酶、代谢产物菌体发酵：以微生物菌体细胞为发酵目的 包括：单细胞的酵母，藻类，担子菌，人、畜用疫苗酶发酵：利用发酵法制备生产并提取微生物产生的各种酶 -淀粉酶、 淀粉酶、纤维素酶、胆固醇氧化酶 白酒、黄酒、酱油生产用的曲，属多种微生物培养并分泌的多种酶代谢产物发酵：以微生物代谢产物为产品目的 发酵工业中数量最多、产量最大的产业 包括：初级代谢产物：氨基酸、核苷酸 中间代谢产物：蛋白质、核酸、脂类、碳水化合物 次级代谢产物：抗生素、色素、激素生物转化发酵：利用微生物的一种或多种酶，作用于一些化合物的特定部位（基因），引起结构变化，包括引起底物脱氢、氧化、脱水、脱羧、异构化等。（甾体转化激素）发展史：1、形态学阶段：观察微生物的形态、进行简单的分类；Leeuwenhonek1695年发表安东.吕文虎克所发现的自然界的秘密；发明显微镜；斯巴兰扎尼（意大利科学家）生物自然发生论。2、 生理学阶段：研究微生物本身生长规律、机能、在自然界中的作用、控制微生物手段。Louis Pasteur：1857年发表关于乳酸发酵的记录；研究甜菜制酒污染（发现酵母的作用）；蚕微粒子病（发现微生物可致病）；阐明产褥热致病原因（开始寻找病原菌）；牛炭疽病免疫（开始寻找控制手段）；狂犬病疫苗（免疫学）。R.Koch：建立分离、培养、接种、染色等微生物研究技术；首次纯培养病原菌；首创固体培养基；分离炭疽杆菌；分离结核病病原菌；发现霍乱弧菌。3、分子生物学阶段：Beadle和Tatum“一个基因一个酶”；Avery证明脱氧核糖核酸（DNA）储存遗传信息；Watson和Crick DNA分子双螺旋结构；F.Jacob和J.Monod 操纵子学说。第二章细菌形态：球菌，杆菌，螺旋菌球菌基本形状：圆球形，扁圆球形，椭圆球形杆菌基本形状：杆状，圆柱状，同一种杆菌宽度比较稳定，长度易变 总类：与工农业生产关系密切，大多数杆菌菌体分散存在，如鼠疫巴氏杆菌、大肠杆菌、麻风杆菌、痢疾志贺氏菌，有些呈链状排列、栅状排列、八字形排列，如苏云金杆菌。大肠杆菌：周身鞭毛，可运动，具有性菌毛的大肠杆菌可传递F因子。弧菌基本形状：弯曲杆状，包括：弧菌，菌体弯曲呈弧形或逗号形，如霍乱弧菌；螺旋菌，菌体回转如螺旋状，如红螺菌单位：微米 1mm=1000m 球菌大小以直径表示:0.5-2.0微米 杆菌宽度与球菌相似，长度:0.2-8.0微米 螺旋菌大小以菌体两端点间距离表示影响细菌形状和大小的因素：菌龄，环境所有的细菌都有共同的基本结构。原生质体（细胞膜、细胞质、原核）细菌的基本结构包括：细胞壁，细胞质膜，间体，细胞质，核糖体，气泡，细胞核，质粒，贮藏物。 附属结构包括：荚膜，鞭毛，菌毛，芽孢，伴孢晶体。细胞壁功能：维持细胞外形；保护原生质体，在渗透压不宜的环境中保持生命力丹麦医生C.Gram：涂片结晶紫初染（紫色）碘液处理乙醇脱色复红复染（红色）除支原体、螺旋体、细菌L型外，所有原核生物均有细胞壁，可区分为Gram阳性或阴性菌，两者在化学组成及细胞壁结构上差异显著可能原理：结晶紫-碘复合物：阳性菌壁厚，肽聚糖含量高，结构紧密，含脂量少;酒精脱色，肽聚糖不溶于酒精，紫色不褪，复染不能进行；阴性菌相反肽聚糖是原核生物细胞壁特有的化学组成，青霉素等能破坏其结构或抑制其合成细胞膜(细胞质膜)功能：物质转运与营养作用，渗透屏障；呼吸作用与生物合成作用中心 化学组成：蛋白质 60-70% ；磷脂 20-30% ；多糖 2% 细胞质：细胞膜内、除细胞核外的细胞物质 形状：无色、透明、粘稠、胶状 成分：水、蛋白质、核酸、脂类等 构成：核糖体、载色体、颗粒状内含物、气泡等细胞核：没有核膜，称拟核、染色质体 功能：贮存遗传信息；很多细菌带有质粒；环状DNA分子，可复制、转移鞭毛：部分细菌菌体表面产生的细长、波浪形丝状物 大多数球菌无鞭毛，部分杆菌有鞭毛，所有孤菌，螺旋菌均有鞭毛，一些真核生物亦有鞭毛 侧生鞭毛菌，周生鞭毛菌，端生鞭毛菌 功能：与细菌运动有关，运动机制未详；除具鞭毛的细菌能运动外，粘细菌、蓝细菌能滑行运动、但限于固体培养基上，螺旋体借助轴丝运动荚膜：细菌细胞壁表面覆盖的一层松散的粘液性物质 区分：具一定外形，相对稳定地附于细胞壁- 荚膜 没有明显边缘，可扩散到周围环境- 粘液层菌胶团：多个菌体共一个荚膜 对细菌菌落的影响： S型菌落：能产生荚膜细菌，表面光滑 R型菌落：不能产生荚膜细菌，表面干燥，粗糙 功能：保护菌体免受干燥；体外贮藏营养物质芽孢：某些细菌到了一定的生长发育阶段，在营养细胞内形成对不良环境条件具较强抵抗力的内生孢子（休眠体） 形状：圆形，椭圆形，圆柱形 能形成芽孢的细菌：球菌，生孢八叠球菌属；杆菌，好气性芽孢杆菌属，厌气性梭状芽孢杆菌属。 能否形成芽孢是种的特征，与环境条件无关 能形成：到一定生长阶段即形成不能形成：条件再恶劣都不能形成 在电子显微镜下可以看到芽孢的表面特征 结构：孢外壁，含耐热物质DPA（吡啶2.6一二羧酸）；芽孢衣；皮层；核心 形成：营养细胞部分原生质浓缩失水而成 作用：抵抗不良环境，抗热：营养细胞10010分，芽孢1212030分， 抗干燥，抗药性 保存生命力：遇适宜环境，吸水膨胀，发芽生长繁殖 裂殖：无性繁殖，进行细胞横分裂 速度：2030分/代，比植物快500倍，比动物快2000倍，条件适宜，1个细胞生成4万亿(24hours)群体结构： 菌落：固体培养基上,局限在一处大量繁殖，形成肉眼可见的群落 菌苔：斜面或平面培养基表面形成的连片培养物 菌膜、菌环等菌落描述：大小、形状，隆起形状、边缘情况，表面状态、表面光泽， 质地、颜色，透明程度放射菌特点：大多数为Gram阳性菌；具有发育程度不同的分枝丝状体；产生分生孢子或孢囊孢子等无性孢子进行繁殖；产生抗菌素（链霉素、庆大霉素、春雷霉素、土霉素、四环素、氯霉素、红霉素等） 分布：腐生区域：土壤为主，空气、淡水、海水为辅，在含水量较少，富含有机质的中性或偏碱性土壤中分布最多 形态结构：菌丝分枝状，单细胞，原核不断复制，细胞不分裂，菌丝无隔膜，菌丝直径0.5-1mm，长度和分枝无限制；结构完整，壁、膜、质、原核构成 菌丝分类：依形态和功能分孢子丝，气生菌丝，营养菌丝营养菌丝：又称基内菌丝，一级菌丝 位置：伸入培养基内，可产生色素 功能：吸收营养物质、水分气生菌丝：又称二级菌丝 位置：生长在培养基表面向空间伸展 功能：繁殖，输送养分、水分孢子丝： 位置：由部分气生菌丝生长发育到一定阶段分化形成，可产生孢子 功能：繁殖、孢子着生 形状：直形、波浪、轮生、螺旋状放线菌繁殖：菌丝片段（诺卡氏属放线菌）；无性孢子，分生孢子，裂殖方式形成（链霉菌属）；孢囊孢子，菌丝顶端形成孢子囊，内有孢囊孢子（游动放线菌科）菌落特征：菌丝组成；质地致密，表面干燥，多皱；与培养基结合紧密，不易挑起放射菌代表属：原核生物界、放线菌目、14科、56属与食品工业关系密切的有链霉菌属和诺卡氏菌属蓝细菌又称蓝绿藻，蓝藻。 分布：水域，池塘、湖泊、海洋；土壤；岩石；树皮等 形状：单细胞，球状、丝状，直径或宽度310um 结构：中心，核区；周围，细胞质，含色素、叶绿素a 、藻胆蛋白(藻蓝素、异藻蓝素、藻红素)特点：1、进行光合作用，放氧、光能自养。2、分布广泛、生活力强。3、部分能固氮。4、代表属：微囊藻属，鱼腥藻属：红萍鱼腥藻。立克次氏体细胞结构完整 特点：Gram阴性菌；专性细胞内寄生，离开寄主不能生存；通过节肢动物在宿主中传播，如虱蚤蜱螨；不引起节肢动物致病，叮咬传播给人类等。支原体又称类菌质体。 形态结构：无细胞壁，形态多变，球形时最小，离体而独立生活的最小生物体 特点：可以通过细菌过滤器；抵抗力低45 1530分钟死亡动植物病原菌：肺炎支原体，唾液支原体（牙周炎），口腔支原体（牙周炎），发酵支原体（类风湿性关节炎），柑桔黄龙病细菌L型特点：没有细胞壁的细菌；外界环境影响（如低浓度青霉素、高渗溶液等）了细胞壁合成。螺旋体：不具细胞壁，菌体柔软，螺旋状梅毒：梅毒密螺旋体，粘液传染，通过血液循环传至全身，引起溃病，引发秃顶，心力衰竭衣原体形态结构：园形、卵园形 特点：Gram阴性菌，生活史特殊（原体始体）， 直接感染，抵抗力低，5660 510分病原菌：砂眼衣原体：砂眼，眼有异物感、视力疲劳、充血 鹦鹉热衣原体第三章真菌的个体形态：丝状真菌（霉菌），单细胞真菌（酵母菌），大型真菌（蘑菇） 具有细胞壁，无根、茎、叶的分化，不含叶绿素，寄生或腐生 特点：种类繁多，10万种以上；分布广泛；参与自然界物质循环；影响其它生物生长发育，促进、抑制 生物学分类：1、粘菌门。 2、真菌门：鞭毛菌亚门（绵霉）；接合菌亚门（根霉、毛霉（豆腐乳）；子囊菌亚门（酵母菌、虫草）；担子菌亚门（草菇）；半知菌亚门（曲霉） 生产上分类：1、丝状真菌：霉菌（担子菌亚门外）；蕈菌（担子菌亚门、子囊菌亚门）2、单细胞真菌：酵母菌（子囊菌亚门、半知菌亚门、担子菌门）霉菌：凡在基质上形成疏松、绒毛状菌丝体的真菌 菌丝：构成霉菌营养体的基本单位，管状细丝，无色透明，直径310um，长度无限制， 尖端生长，产生分枝（或不分枝） 类型：1、无隔膜菌丝：多核菌丝，有核分裂，没有细胞分裂 2、有隔膜菌丝：核分裂伴随细胞分裂，许多细胞连接成菌丝，中有横隔膜，有小孔菌丝体：组成菌体的全部菌丝的总称部分真菌菌丝可以分化成一些特殊的形态，如吸器、附着胞、附着枝，假根，菌核，子座，菌索、菌环见第三章第36页PPT附着胞：许多植物寄生真菌的孢子萌发后，由芽管膨大而形成的附着胞，以黏状物附着在寄主的表面，附着胞上形成的针状物感染菌丝可侵入细胞的角质层。附着枝：有菌丝细胞生出1到2个细胞的短枝，附着于寄主细胞上。吸器：专性寄生真菌（如锈菌）从菌丝产生出的旁枝，侵入寄主细胞内分化成指状、球状。匍匐枝：毛霉目中的毛霉和根霉其营养菌丝形成具有延伸功能的匍匐菌丝。假根：根霉属中的霉菌，在其匍匐菌丝与基质接触处分化出的根状结构。菌核：真菌菌丝的一种休眠体，具有各种形状，色泽和大小，如猪苓、麦角。菌索：真菌菌丝形成的白色或各种色泽的根状结构常生于树皮下或地下。菌环：捕虫真菌由菌丝分枝形成圈环结构。菌网：由菌环构成的网状组织。菌丝结构：细胞壁几丁质组成；细胞质幼龄时丰富，老龄细胞出现液泡；细胞膜710纳米，镶嵌结构；细胞核真核，直径0.73um，有核膜、核仁等结构真菌属于真核微生物，其细胞结构系由细胞壁、细胞质膜、细胞质、细胞核、细胞器（线粒体、内质网、液泡）以及鞭毛（真菌的游离孢子具鞭毛）组成。低等丝状真菌的细胞壁由纤维素构成，较高等丝状真菌的细胞壁其主要成分是几丁质、蛋白质和葡聚糖。酵母菌的细胞壁是由分枝状的甘露聚糖、葡聚糖构成，中间夹有一层蛋白质，另外还含有少量的脂类和几丁质。以酵母菌为代表的真菌的细胞质膜是典型的单位膜，由甘油磷脂构成双分子层，膜上镶嵌蛋白质和甾醇。甾醇物质可增加膜的硬度。细胞器：在真菌细胞中出现了由单位膜包裹执行一定生理功能的结构物。线粒体：杆状或球状，由双层膜构成，内膜折叠成嵴，富含参与电子传递和氧化磷酸化的酶系，嵴上由基粒，分布TCA酶系。是细胞进行氧化磷酸化的场所，是产能和贮能的中心。细胞核：以酵母菌为代表的真菌的细胞核是细胞遗传信息的主要贮存库，由双层单位膜构成核膜，核膜上具有核孔，是核内外物质交换的通道。核内由核仁是合成RNA的场所。核内的DNA以染色体的形式存在，酵母细胞核内由17根染色体。核外的遗传物质是2um的环状DNA质粒。霉菌的繁殖：1、无性繁殖：菌丝片段，每一段菌丝都可以发展为一个新的菌丝体；无性孢子，游动孢子、孢囊孢子、分生孢子、厚垣孢子见第三章第52页ppt游动孢子：属鞭毛菌亚门，菌丝直接发育成游动孢子囊，囊内形成游动孢子 形状：肾形、梨形、球形孢囊孢子：属接合菌亚门(如根霉属)，菌丝顶端膨大孢子囊（孢囊孢子） 形状：园球形为主孢囊梗：带有孢子囊的菌丝囊轴：孢囊梗伸入到孢子囊中的部分毛霉和根霉产孢的子实体为孢子囊，气生菌丝顶端膨大成囊，囊内产生孢子囊孢子。分生孢子：属半知菌亚门(如曲霉属)，子囊菌亚门 形成：裂殖裂殖孢子；出芽芽孢子；菌丝片断节孢子；菌丝溢缩真菌的菌丝出现横膈膜，然后断裂产生的孢子叫节孢子，也成粉孢子。分生孢子头是曲霉和青霉产生无性分生孢子的子实体。分生孢子形状：多样、球形为主，可着生在分生孢子器各分生孢子座分生孢子梗：着生分生孢子的菌丝许多真菌的分生孢子往往有一点的产孢结构内形成，主要有分子孢子器，分子孢子座，分生孢子盘。厚垣孢子：菌丝顶端或中部形成，细胞质浓缩形成，壁厚，扁园球形，耐高温、干燥无性孢子特点：数量大，不断重复产生；体积小、易飘浮；抗逆性强；条件适宜即萌发有性繁殖：通过两性细胞或菌丝的配合进行繁殖，形成有性孢子 繁殖过程：质配：细胞质融合（N+N）核配：产生二倍体核（2N）减数分裂：基因重组（N）鞭毛菌亚门、接合菌亚门：N+N（质配）2N（核配）形成卵孢子、接合孢子（2N）发芽时进行减数分裂 菌丝（N）子囊菌亚门、担子菌亚门：N+N（质配）2N (核配）减数分裂形成子囊孢子、担孢子（N)由菌丝分化发育形成雄器和藏卵器，雄器中的细胞核和细胞质通过授精管进入藏卵器内与卵球结合，卵球生出外壁，产生卵孢子。接合孢子：接合子梗各自顶部臌大原配子囊产生横隔配子囊横隔消失、核配接合孢子（2n）由菌丝发育形成两个配子囊，进行质配和核配，然后生出多层厚壁，形成接合孢子。担子：蘑菇类的担子菌产生有性孢子的子实体。子囊孢子：两个性细胞互相接触并互相缠绕、受精，形成分枝菌丝（称造囊丝），减数分裂，子囊（内有28个子囊孢子），形态多种多样子囊果：子囊外有许多菌丝有规律地包围 依形态、大小分： 闭囊壳：无出口 子囊壳：甘蔗风梨病，甘茨黑斑病，瓶状 子囊盘：黄麻炭疽病 开口呈盘状准性生殖：质配，核配，单倍体化：染色体分离或丢失霉菌群体结构：菌落绒毛状，与培养基结合紧密，形成无性孢子，颜色各异蕈菌：形成大型子实体的真菌，属担子菌亚门、子囊菌亚门，分食用菌、药用菌 常见：蘑菇、草菇、香菇、平菇、木耳、灵芝、猴头酵母菌：属子囊菌亚门、半知菌亚门，面包酵母、酿酒酵母菌、啤酒酵母等 分布：含糖量高的偏酸环境， 如果实表面及菜园、果园土壤 形态结构：单细胞，球形、卵园形、圆柱形，子代细胞相连成链状，称为假菌丝，壁、膜、质、核完整 繁殖方式：1、无性繁殖芽殖，裂殖。2、有性繁殖形成子囊孢子芽殖是酵母菌最常见的繁殖方式，母细胞先长出芽体。当芽体不脱离母细胞继续出芽则可形成由母细胞和芽细胞组成的假菌丝。蕈菌群体结构：与细菌相似，多为乳白色，少数为红色，常伴有酒精发酵味生产中常见的真菌：根霉属（根霉）；毛霉属（毛霉）；曲霉属（曲霉, 黄曲霉素）；青霉属（青霉,抗菌素）；木霉属（木霉）；白僵菌属（白僵菌）；赤霉属（水稻恶苗病病原菌）；伞菌属（双孢蘑菇）；小包脚属（草菇）；木耳属（黑木耳）；酵母菌属（啤酒酵母）；地霉属（白地霉）；假丝酵母属（产朊假丝酵母）根霉属：低等真菌，菌丝发达，白色，无隔膜，匍匐菌丝具假根，司营养吸收，菌落呈疏松的絮状。根霉的应用：根霉产生淀粉酶，糖化酶，是酿酒、发酵饲料的主要菌种，有的可用于甾族激素的转化，可制取延胡索酸、乳酸。毛霉属：低等真菌，菌丝发达，白色，无隔膜，无假根，单细胞，菌落蛛网状。曲霉的应用：曲霉是制酱、酿酒、制醋的主要菌种。现代发酵工业利用曲霉产生淀粉酶、蛋白酶、果胶酶、柠檬酸、葡萄糖酸、五倍子酸等。农业上用于糖化饲料菌种。青霉属：菌丝发达，具隔膜，菌落絮状，青绿色，灰绿色。青霉的应用：青霉中的点青霉是最早发现的产青霉素的菌株，目前用于青霉属生产的还有产黄霉素。有的青霉尚可产灰黄霉素（治疗真菌感染）、磷酸二酯酶、纤维素酶以及有机酸等。有的可用于制作奶酪。啤酒酵母的应用：啤酒酵母主要用于酿造啤酒、酒精、饮料酒和制造面包。菌体内蛋白质、维生素含量高，具多种酶类，可食用、药用、饲料用，又可提取核酸、麦角醇、谷胱甘肽、细胞色素c、凝血质、辅酶A、ATP等，是人类最早利用和广泛利用的真菌。单细胞藻类：真核原生生物界，界于真菌与植物之间，又称微细藻类 形态：个体球形、长棒形、纺缍形等；群体相互粘连成丝状或管状，有些群体细胞内出现功能分化，特化成类似高等植物的根、茎、叶，如海带，可达50米长 大小：常见15um 巨型藻类：如石花菜属、红藻，1米左右（琼脂）；褐藻，50米 结构：结构完整，含叶绿体、胡萝卜素，能进行光合作用。 分布：分布在自然界每一种环境，绝大部分为水生生物，亦可寄生于珊瑚、动物、附生于树皮，岩石等 作用：1、生物食物来源 间接食物：海藻与植物光合作用产物相等，合成维生素、胡萝卜素等，通过鱼类供给动物和人类 直接食物：紫菜、鹿角胶、海带等 2、增加水的含氧量 3、工业原料：鱼肝油生产（硅藻）；提取碘、钾（褐藻）；琼脂生产（红藻） 厄尔尼诺现象：位于赤道东太平洋冷水域中的秘鲁洋水温异常升高，冷水上翻减弱，冷水中大量浮游生物不能到达表层，鱼类饥荒死亡，食鱼海鸟因饥荒而大量死亡或迁徙，气候反常、干旱、洪涝原生动物：真核原生生物界，界于真菌与动物之间 形态：球形、椭圆形、纺缍形等 结构：没有细胞壁，薄而软的细胞质膜包围可直接吞噬细菌、藻、小的原生动物、有机物质颗粒等，或利用渗透方式吸收溶解在细胞周围环境的营养物质 分类：肉足鞭毛虫亚门（变形虫、伪足捕细菌为食）；孢子虫亚门（疟原虫）；丝孢子虫亚门；纤毛虫亚门（草履虫）第四章病毒：具有特异活细胞寄生性，由核蛋白粒子构成的一种分子生物，活体外具一般大分子特征、进入宿主细胞则具生命特征 特点：1、个体极小，须借助电子显微镜观察，称超显微生物，大小用纳米表示（nm）。2、专性寄生，没有独立代谢活动（呼吸、生物合成），繁殖必须在特定活宿主细胞内，脱离宿主活细胞呈分子状态，不具任何生命特征。3、没有细胞结构，化学组成简单，大多数病毒由蛋白质与核酸组成大分子，核酸只含单一类型DNA或RNA。4、繁殖方式特异，不具备繁殖所需机构，依赖宿主细胞进行复制而繁殖。寄主遍及整个生物界，包括动植物、微生物，常引起病害，但并非所有病毒均引起病害 依寄主范围分为：微生物病毒（噬菌体，真菌病毒）；植物病毒；动物病毒植物病毒：大多数种子植物均能发生病毒病，禾本科、豆科、十字花科、葫芦科、蔷薇科植物受害较重，引起花叶、黄化、矮化、丛生、斑点、坏死等症状 如烟草花叶病、甘薯皱叶病、水稻黄矮病、香蕉束顶病、龙眼鬼帚病等 主要通过接触、昆虫传播而感染，一些植物病毒可在昆虫体内繁殖，但不引起昆虫病症动物病毒：1、脊椎动物病毒：脊椎灰质炎病毒、流感、狂犬病、获得性免疫缺损综合症、肝炎、天花等；人类80%以上的传染病由病毒引起；家畜、鸡疫、鸭疫等。2、无脊椎动物病毒（昆虫病毒为主）：松毛虫病毒，棉铃虫病毒等。 形状：1、噬菌体：蝌蚪形、微球形、丝状。2、植物病毒：杆状、丝状、球状。3、动物病毒：球形、卵园形、砖形 化学组成：多数病毒蛋白质，核酸；少数较大病毒蛋白质、核酸、脂类、多糖 核酸：每种病毒只含单一类型核酸（DNA or RNA） 功能：繁殖，遗传变异、感染性的物质基础 蛋白质作用：保护核酸，构成病毒粒子外壳，决定病毒感染的特异性，与受体特异吸附刺激机体产生抗体菌苗：用细菌菌体、如鼠疫菌苗、卡介苗疫苗：用病毒和立克次氏体，如牛痘、麻疹疫苗 结构：病毒个体称为病毒粒子，完整的具感染性的病毒颗粒 分二种类型：有封套病毒粒子，无封套病毒粒子衣壳粒：病毒的最小形态单位，由一种或几种多肽链折叠而成的蛋白质亚单位衣壳：衣壳粒以对称形式有规律地排列形成的蛋白质外壳 核衣壳：衣壳+核酸 构型：依衣壳粒的排列组合方式不同，构成不同的病毒粒子构型 1、廿面体：腺病毒（252衣壳粒）、疱疹病毒（162衣壳粒）、脊髓灰质炎病毒（32衣壳粒）2、螺旋体3、有封套病毒粒子（外呈杆状或丝状）4、其它构型 二十面体对称病毒的代表是腺病毒。痘病毒是病毒中体积最大，结构复杂的脊椎动物病毒，多数呈砖形。水泡性口膜炎病毒、狂犬病毒呈子弹状，称为弹状病毒。复合对称病毒的代表是E.coli T4噬菌体繁殖：以复制形式繁殖后代 ，是专性细胞内寄生生物，只能在活细胞内繁殖，一般培养基中不能繁殖，目前培养病毒用敏感动物（小白鼠、家兔、猴、鸡胚、活组织或细胞）复制：病毒感染细胞后，控制宿主细胞的生物合成机构，使之按照病毒的遗传特性，合成病毒的核酸与蛋白质，然后聚集成新的病毒粒子。 过程：动物、植物、微生物病毒繁殖过程基本相似 吸附侵入复制装配释放 吸附：具高度特异性，对宿主细胞特异，对宿主细胞吸附位置特异；敏感寄主发生突变，病毒则不能吸附；传染病不能消灭某一种物种 侵入：噬菌体：分泌酶，水解细胞壁，产生一小孔，压入核酸，留下蛋白质 动物病毒：籍细胞吞噬或胞饮作用 植物病毒：表面伤口，昆虫口器，通过筛、导管等组织传导至整个植株 复制：支配寄主细胞，根据病毒携带的遗传信息合成病毒核酸、病毒蛋白质核壳体：将壳体降解或留在寄主细胞体外，核酸进入细胞 装配：形成病毒粒子真核细胞中，核酸可在核中或质中合成，蛋白质封套在细胞质中合成 释放：成熟病毒粒子，从细胞中释放 方式：无封套病毒粒子溶解细胞、裂解释放； 有封套病毒粒子出芽方式逐个释放抑病毒药：对复制过程任一环节的抑制。 如：金刚胺防侵入（防流感）、疱疹净混淆复制（防角膜炎）类病毒：独立存在于寄主细胞内，具侵染性的小分子核酸（RNA），仅含RNA，不含蛋白质，在宿主体内外，任何情况下不与蛋白质结合大部分为病原菌：马铃薯纺缍块茎病、柑桔裂皮病、菊花矮化病、黄瓜白果病、椰子死亡病、羊类痒疹病、菊花褪绿斑驳病朊蛋白（肮病毒）：美国普鲁西内尔97诺贝尔奖，疯牛病，阿尔茨海默氏病发酵工业菌种常用细菌、真菌，常受到细菌噬菌体、真菌病毒的损害，是发酵工业的一大公害。溶原性噬菌体：噬菌体感染菌体细胞后，并不马上引起细胞裂解，而是以原噬菌体方式整合于寄主DNA中，随寄主繁殖而延续传代。温和性噬菌体：随寄主繁殖而延续传代的噬菌体称为温和性噬菌体或溶原性噬菌体。溶原性细菌：带有溶原性噬菌体的细菌 芽孢杆菌、大肠杆菌、假单胞菌、棒状杆菌、沙门氏菌、葡萄球菌、弧菌、链球菌、变形杆菌、乳杆菌等均有可能。原噬菌体无感染性，对寄主一般无不良影响 特征：1、有产生噬菌体的潜在能力：溶原性细菌培养时，原噬菌体进行营养繁殖，导致细菌裂解的频率较低；在物化因素(紫外线、X射线)刺激下，原噬菌体会脱离染色体，开始复制，导致溶原性细菌裂解产生大量噬菌体。2、对同源噬菌体免疫：对本身产生的噬菌体或外来的同源噬菌体不敏感。这些噬菌体虽然可以进人溶原性细菌，但不能增殖，也不能导致溶原性细菌裂解。如含有原噬菌体的溶原性细菌，对噬菌体的毒性有“免疫性”。3、复愈能力：溶原性细菌有时会丢失原噬菌体，成为非溶原性细菌，此过程称为溶原性细菌非溶原化，此时溶原性细菌并未发生裂解。4、生理突变：溶原性细菌发生自我性裂解或诱发裂解，将会为害发酵菌株。 检测：一般用敏感的非溶原性菌株作为指示菌。 方法：1、待测菌样培养，在生长的对数期进行紫外线诱导原噬菌体复制。进一步培养，将培养物过滤，去除活菌体。2、将滤液与指示菌混合后倒平皿，观察是否有噬菌斑的出现。3、将滤液加到指示菌的液体培养物中，观察菌液能否变清噬菌体污染原因：发酵菌种，几乎所有的菌种都可能是溶原性的，都有感染噬菌体的可能，菌种不纯可携带或混有噬菌体；自然界，凡有细菌的地方几乎都有噬菌体。 污染现象：碳源和氮源的消耗减慢，发酵周期延长；pH值异常变化；泡沫骤增；发酵液色泽和稠度改变；出现异常臭味；光密度降低（菌体裂解和减少）；产物锐减；污染严重时，无法继续发酵，发酵液废弃乳品发酵剂受噬菌体污染，嗜温型发酵剂更易遭到噬菌体的污染，有烈性噬菌体，也有温和噬菌体。噬菌体侵染，导致菌体生长迟缓，产酸率下降或其他生物学特征的改变，成品品质低下。酵母也发现有类似噬菌体的杀伤因子。导致酵母的迅速死亡或部分死亡，发酵时间大大延长，pH增高，出现异香，啤酒中乙醛、3-羟基丁酮及双乙酰的含量增加。这类酵母含有双股RNA类病毒VLP，是蛋白质或糖蛋白。 危害机理：1、VLP诱使寄主细胞分泌一种毒素，引起对其敏感的酵母株、种和属死伤，这种杀伤作用无须细胞直接接触。2、含有VLP的菌株对毒素具有免疫力。这种杀伤因子类似于某些大肠杆菌所分泌的细菌素。毒素的产生与这种粒子有关。因酵母中存在VLP而引起寄主细胞分泌毒素的现象，证明了这种特性是细胞质的遗传所致，但具有VLP的菌株不为其本身的VLP所伤害，处于中性菌和敏感菌之间VLP的分子性质是由两种dsRNA所组成。每个粒子分别为蛋白质外壳所包围，这种核蛋白粒子分别定名为V1和V2。具有VLP的菌株与中性和敏感菌株之间存在着差异。VLP的菌株和中性菌株的细胞均含有V1和V2；而敏感菌株或只含有V1，或完全缺少VLP。在葡萄酒及啤酒发酵中使用的酵母中也有可能具有VLP。在发醇工业中，可以选育那些既具有杀伤因子，又能正常发酵的酵母菌株。若以这类酵母类进行酒类酿造，敏感型的野生酵母就难以污染，有助于发酵的正常进行。噬菌体的防治措施：一、杜绝各种噬菌体的来源：定期监测发酵罐、管道及周围环境中噬菌体的数量变化。噬菌体在干燥环境中比较稳定，容易以活性状态飘浮于空气中，但对热、氧化物、化学药品等敏感，如0.5福尔马林溶液、1新洁尔灭。2、 控制活菌体的排放：活菌体是噬菌体生长繁殖的首要条件，控制活菌体的排放，在一定程度上能控制噬菌体的数量；发酵液应灭菌后再排放，如发酵液已被污染，应以80处理25min；严禁活菌体排放；倒罐所排出的废液应灭菌处理后才放出，下次空消加福尔马林溶液熏蒸等方法；提取后废弃的含有菌体的母液不能乱洒，应经密闭的阴沟向远离空压机房和发酵车间的地方排放。三、净化环境：发酵工厂净化环境是消灭或减少噬菌体和杂菌污染的基本措施之一。建立环境卫生制度，定期清扫，定期消毒，定期检查。定期用灭菌药剂在厂区喷雾，消灭空气中的杂菌和噬菌体。车间四周不要乱堆东西，要清洁整齐，经常清扫、冲刷、洒漂白粉等。车间地面与厂内道路尽量修成水泥路面或柏油路面，以利冲洗和消毒。四、使用抗噬菌体菌株和定期轮换生产菌种：定期轮换菌种是有效预防噬菌体的手段。如果在大量发酵过程中发现有噬菌体污染，为避免更大经济损失，可以接种另一种菌，继续发酵。在发酵早期发现有噬菌体污染，且残糖较高时，先85维持1015min，再重新接种继续发酵。使用抗噬菌体菌株和定期轮换生产用菌。选育和使用抗噬菌体的生产菌株五、基因防治噬菌体侵染：1、利用质粒编码的基因防治噬菌体侵染。2、干扰噬菌体对细胞的吸附。如质粒产生含半乳糖的脂壁酸质、产生抗原等引起噬菌体不能吸附细胞附着点。3、限制和修饰。质粒产生限制酶和修饰酶，破坏外来DNA的复制和行使正常功能。4、流产侵染：流产侵染机理比较复杂，有R/M的作用，也有热敏感噬菌体抗性(Hsp+)的作用和其他的因素。5、利用反义RNA防治噬菌体侵染。六、乳品噬菌体的控制系统：噬菌体对乳品发酵剂的侵染依赖于发酵剂培养基中的游离钙离子的存在。如果乳中缺少了游离钙，则噬菌体对多种属于N组的乳酸链球菌的侵染受到抑制。现在已有比较成功的抗噬菌体培养基，如PRM或称为PIM。采用磷酸盐将脱脂乳中的钙螯合后，可用于PRM/PIM的商业化生产。七、菌种被噬菌体污染后的补救措施：1、利用草酸、柠檬酸或其他铵盐和钠盐，对于预防噬菌体的污染和继续侵染，确保种子的安全生产均有成效。2、在丙酮丁醇生产中，可有计划地轮换使用不同菌种，以达到防治噬菌体的目的。3、利用枯草杆菌生产酶制剂时，利用吲哚有效地阻抑噬菌体4、一些抗生素，如氯霉素和四环族抗菌素，在低浓度时可阻抑噬菌体的发展，而对菌体生长无显著的抑制作用。第五章营养：生物有机体从环境中获取和利用各种物质以获得能量和合成细胞物质的过程。营养物质：营养过程中获取和利用的物质。碳源：含有碳元素的碳素化合物 无机碳素化合物：二氧化碳(空气）碳酸盐（土壤） 有机碳素化合物：糖类、醇类、有机酸类、烃类、脂类、淀粉、果胶、纤维素等。（甲烷、石蜡、酚、氰等） 实验室常用：葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖、淀粉 生产上：农副产品或工业废弃酸液，如甘薯粉、玉米粉、麸皮、米糠、植物淀粉、酒糟、造纸厂废液（废硫酸液） 作用：1、构成细胞物质。2、供给能量：利用有机碳素化合物的微生物从碳源中可获得能量和碳素；利用无机碳素化合物的微生物只能获得碳素，能源来自光能或其他物质氮源：含有氮元素的氮素化合物 无机氮素化合物：铵盐、硝酸盐、氮气 有机氮素化合物：蛋白质、氨基酸、其它含氮有机化合物。 实验室常用：铵盐、硝酸盐、尿素、蛋白质水解物（蛋白胨） 生产上：鱼粉、蚕蛹粉、花生饼粉、黄豆饼粉、玉米桨 作用：合成细胞原生质，生理活性物质，细胞结构物质，代谢产物 自然界，各种微生物均能利用无机和有机氮素化合物。碳氮化（C/N）对微生物生长的影响：细菌 5/1 酵母菌 5/1 霉菌 10/1 C/N小：N源过多，菌体生长过旺，不利于积累代谢产物 C/N大：N源不足，菌体生长过快。矿质元素 大量元素：氢、氧、磷、硫、钾、钙、铁。 微量元素：锰、钴、铜、锌、钼、硒、钨、镍、钒。 以硫酸盐，磷酸盐，氯化物等形式供给微生物。 作用：构成微生物细胞的各种组分；调节微生物细胞的渗透压，pH值和Ev值；少数矿质元素如硫、铁可用于自养微生物的能源水的作用：构成微生物细胞的成分（7090%）；参与物质代谢；溶解物质的介质；比热高稳定细胞温度生长因素：微生物维持正常生活所不可缺少的微量有机物，包括维生素、氨基酸、嘌呤、嘧啶等，如硫胺素（维生素B1）、吡哆醇（维生素B6） 作用：酶活性需要无特异摄食器官，各种营养物质的进出直接依赖于细胞质膜的功能。淀粉、纤维素等营养物质必须水解成小分子才能透过细胞膜。营养物质透过细胞膜的方式：单纯扩散，促进扩散，主动运输，基团转移单纯扩散：亦称被动扩散靠细胞内外的浓度梯度为动力，溶质分子从浓度高的区域向浓度低的区域扩散，至两边平衡为止。 特点：不需能量，以浓度梯度为动力。 吸收对象：气体，水，水溶性物质，脂溶性物质促进扩散：利用渗透酶在细胞膜外与基质结合，然后运输至细胞膜内释放基质的过程 动力：浓度梯度 方式（渡船功能）：细胞外，膜载体与基质结合，运至细胞内后，亲和力下降，释放基质 特点：特异性强，速度快，不消耗能量。如：酵母吸收糖分主动运输：需要能量和渗透酶的逆浓度梯度积累营养物质的过程 方式：细胞外膜载体+基质（载体复合体） 细胞内载体构型变化，亲和力下降，物质释放。 特点：逆浓度梯度吸收，消耗能量，基质不发生化学变化。如：大肠杆菌对乳糖的吸收基团转移：在运输过程中需要能量，被运输的物质发生了化学变化。如葡萄糖、甘露糖、果糖等的吸收。磷酸-丙酮酸盐+糖（酶）糖-磷酸+丙酮酸盐 细胞膜对大多数磷酸化的化合物具有高度的不渗透性，磷酸化的糖不能透出细胞，胞内糖浓度远高于胞外。微生物的营养类型依所需碳源和能源分为光能无机营养型，光能有机营养型，化能无机营养型，化能有机营养型培养基：人工配制用于供给微生物生长繁殖或积累代谢产物所用的营养基质 配制原则：1、适合微生物的营养特点根据微生物的营养需求选取不同的营养物质。2、调配好各种营养物质的浓度与配比C/N，避免单盐毒害，高浓度糖抑制微生物生长。3、适宜的pH、Ev、渗透压，培养基易酸化，应加缓冲物质如磷酸氢二钾、磷酸二氢钾。4、根据培养目的不同调配，获得菌体或代谢产物。 类型：按培养基的成分分为合成培养基，天然培养基 依培养基性质分为基本培养基，鉴别培养基，富集培养基，选择培养基三糖铁琼脂接种：挑取待试菌菌落穿刺接种三糖铁底部并涂布于斜面；，置 37培养。 按培养基的物理性状分液体培养基，固体培养基（半固体培养基）液体培养基：把培养基成分溶解或悬浮在水中用于液体培养的培养基 优点：营养物质分散均匀，与菌体表面充分接触，溶解微生物代谢产物，利于大规模工业生产 缺点：供氧困难固体培养基：液体培养基中加特定凝固剂或用天然的固体基质制成的培养基 常用凝固剂：琼脂、明胶、硅胶、CMC（羧甲基纤维素） 棉籽壳、马铃薯块、麸皮、米糠等固体基质制成的培养基半固体培养基：含较少量凝固剂的培养基(琼脂0.20.5%)微生物应用包括培养微生物(提供良好的生活环境利于微生物培养)和消灭微生物(改变生活环境可抑制或杀灭微生物)灭菌：杀死物体上全部微生物的方法消毒：杀死物体上的病原微生物的方法防腐：防止或抑制微生物生长的方法生活环境因子：温度，水分和空气相对湿度，pH，通气条件与氧化还原电位，光和射线，化学药物温度：适宜范围-1095均可生长。每一种微生物有特定温度范围最适生长温度：微生物生长最旺盛时的温度 依微生物生长温度范围和最适温度分为三类高温性、中温性、低温性高温：引起原生质体变性，损伤蛋白质和酶，导致变性，生活机能失调，导致停止生长而死亡致死时间：在一定温度条件下杀死微生物所需要的最短时间致死温度：一定时间内杀死微生物所需的最低温度微生物对高温敏感，高温灭菌是最主要的灭菌方法 分为：1、干热灭菌法焚烧灭菌法，干热灭菌法。2、湿热灭菌法煮沸消毒法，高压蒸汽灭菌法，常压蒸汽灭菌法，间歇灭菌法，巴斯德消毒法焚烧灭菌法：彻底、迅速干热灭菌法：160 12小时高压蒸汽灭菌法：121 1530分常压蒸汽灭菌法 ：100 7-8小时间歇灭菌法 ：100 1530分 2837 24小时 100 1530分巴斯德消毒法：6366 30分 或71 15分，速冻低温：低温性微生物在低温下正常存活，中温性微生物在低温下代谢活动降低，生长繁殖停滞，但仍保存生命力，菌种于47冰箱保存，低温保藏食品，但不能杀死微生物；低于冰点低温可致死微生物，细胞内水分成冰晶，引起细胞损伤和脱水 空气相对湿度低（干燥）的环境引起微生物代谢活动停止以致死亡烘干、晒干、熏干、冷冻干燥保存食物不同微生物抗干燥能力差异很大淋球菌、梅毒密螺旋15小时芽孢、孢子几年几十年微生物在230%盐溶液中引起脱水，质壁分离 可保存食品盐渍（530%）密饯（3080%糖）生理盐水（0.9%食盐溶液）pH：氢离子浓度的负对数。极限pH影响物质吸收，酶活性，代谢Eh值是整个环境中各种氧化还原因素的综合表现。 好氧性微生物+0.1伏以上适合，0.30.4伏最适宜 厌氧性微生物低于0.1伏适宜大部分微生物对光没有特殊要求 光能营养型微生物：400900nm可见光用于光合作用紫外线杀菌诱导DNA形成胸腺嘧啶二聚体；13.6390nm，260nm左右最强；穿透力差，适宜空气和物体表面消毒杀菌剂：对微生物有杀伤作用的化学药物 重金属盐：升汞、硝酸银、硫酸铜 氧化剂：漂白粉、高锰酸钾、氯气、双氧水 表面活性物质：肥皂、洗衣粉、.新洁尔灭 毒性物质：福尔马林、强酸、强碱 有机药物：百菌清、退菌特.纯培养：来自一个细胞的后代 获得纯培养的方法：平板划线培养法，稀释倒平皿法，单细胞挑取法，选择培养基分离法生长：微生物细胞重量和体积不断增长的过程繁殖：微生物个体数量增多的现象细菌的生长曲线：定容定时定量测定菌数,取菌数对数值为纵坐标,培养时间为横坐标而绘成的曲线。分为停滞期、对数期、稳定期、衰亡期生长停滞期：缓慢期或调整期 特点：体积增大，菌数不增加或减少，敏感期，抵抗力弱 长短与菌种、菌龄、接种量、培养条件有关生长对数期：指数期 特点：生长繁殖速度最快，个体形态整齐，代时最短代时：每繁殖一代所需的时间 影响代时的因素：种类，营养，温度生长稳定期：平衡期 特点：繁殖与死亡基本持平，代谢继续，代谢产物累积期生长衰亡期：环境恶劣不利细胞生长，细胞自溶、畸形等，产生无性孢子或芽孢等分批培养：将微生物置于一恒定容积的培养基中培养 特点：培养基一次加入，不再更换，代谢产物累积，影响生长 连续培养特点：营养物质不断补充，代谢产物及时排除，用于工业发酵，称为连续发酵生长的测定主要是群体的增长量：群体中细胞数目的增加，原生质量，细胞中某些生理活性的变化情况 方法：直接计数法，间接计数法，测定细胞或原生质总量法直接计数法： 涂片染色法：单位面积玻片上涂单位体积的悬液，均分视野，计平均数 计数器测定法：细菌计数器或血球计数器106micrlab(dxcd).mpg 比例计数法：等体积细菌悬液与血液相混涂片，计细胞与红血细胞数比值，正常人红血细胞约500万/毫升间接计数法： 平皿菌落计数法：稀释平板法106micrlab(pbcd).mpg 薄膜过滤计数法：微孔薄膜(如硝化纤维素薄膜 )过滤收集菌体,置培养基上培养,长成菌落计数测定细胞或原生质总量法： 比浊法:浊度计和光电比色计测定 测定细胞干重法生理指标法:代谢作用所消耗或所产生的物质量的测定第七章微生物生态学：研究微生物与环境之间相互作用的科学。环境：生物赖以生存的空间，由非生物环境和生物环境两大部分组成非生物环境：除生物以外的环境，包括一系列物理、化学、生物因素所构成。生物环境：来自研究对象以外的其他生物的作用和影响。生境(栖息地) ：一个种群生活的环境。群落 ：种群的细胞与其他种群细胞相联系，构成一个在生理上相互弥补的种群复合体。种群 ：在一定时间里生活在同一生境的同一个体细胞生长形成的生物群体共位群：代谢上相关的群体组成的种群生态系统：在一定区域内生活的生物与其非生物环境之间相互紧密结合而形成的系统。生物圈：范围最大的生态系统，它是地球表面全部生物以及与之相关的自然环境的总称。 包括：土壤微生物生态系统；植物微生物生态系统；水域微生物生态系统；空气微生物生态系统；微生物微生物生态系统；异常极端环境微生物生态系统食品微生物生态系统，人体微生物生态系统土壤微生物生态系统：土壤是微生物的天然培养基 特点：微生物数量大，种类最多空气微生物生态系统：不是微生物生长发育理想场所 空气微生物来自灰尘，水滴，动物呼吸道、排泄物空气中微生物数量与空气污染程度成正比 寿命：芽孢、孢子寿命较长；细菌、放线菌和真菌菌丝寿命短 原因：干燥，营养不足，紫外线水域微生物生态系统：种类和数量受到限制，数量与水中有机质含量成正比微生物微生物生态系统：1、互生关系：自生固氮菌+纤维素分解菌。2、共生关系：地衣（真菌+蓝藻）。3、拮抗关系：非特异性拮抗关系，特异性拮抗关系。4、寄生关系：噬菌体+细菌食品微生物生态区系特点：营养充足，种群复杂，群落演替频繁食品中的微生物：1、 农产品上的微生物原生性微生物区系 次生性微生物区系：霉菌为主，如大米上有黄曲霉、白曲霉、青霉、灰绿曲霉等“防癌必先防霉”，霉菌产生150多种对人和动物有害的真菌毒素Asperqillus flavus 产生的黄曲霉毒素为强致肝癌毒素，Fusarium tricinctum产生T2毒素可引起白细胞急剧下降和破坏骨髓造血机能2、加工食品上的微生物面包、糕点、糖果、饮料、罐头、蜜饯、调味品，均由营养丰富的动植物原料加工制成常见微生物有：曲霉菌、青霉属、根霉属、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、沙门氏菌属、乳杆菌属如嗜热耐酸芽孢杆菌、巴氏梭菌、