食品微生物教学教案.doc

食品微生物学教学讲义黄志明课程名称：食品微生物学英文名称：food microbiology课程编号：10082201课程总学时：72(非师，其中，讲课36 ，实验36 ，)课程学分：4适用专业：食品科学与工程一、课程简介食品微生物学课程是食品专业必修课本课程由二大部分组成，前部分学习与食品有关的微生物的形态、分类、生理、代谢、生长、遗传变异等基础理论知识，后一部分学习微生物在生产应用，并重点学习由微生物引起食品变质基本原理。通过学习，使学生掌握食品微生物学的基础知识、基础理论和基本实验技能，能运用食品微生物学的科学理论，辩别有益的、腐败的和病原微生物，充分利用好各种有益微生物，提高食品质量；控制腐败微生物和病原微生物，防止食品变质和杜绝因食品引起的病害；能在发酵食品工业中指导生产工作，能在卫生监督机构工作中监督食品生产的卫生质量。二、课程内容与基本要求本课程总学时数为72学时其中理论课为36学时，实验课36学时，具体分配如下：章序内容学时数第一章绪论1第二章微生物的形态9第三章微生物的营养4第四章微生物的代谢4第五章微生物的生长5第六章微生物的遗传与变异2第七章食品变质与微生物4第八章食品卫生与微生物4第九章微生物在生产应用3合计36第一章 绪论（1学时）本章要求：1掌握食品微生物概念与特点2了解微生物学研究的主要内容与发展史：主要内容：微生物学的研究对象和任务；微生物学的发展；微生物在生物界中的地位；微生物的概念和特点；微生物学及其发展史；微生物学的概念和分支学科；微生物学发展的奠基者。学习要求：掌握微生物的概念和特点，微生物的分类和命名规则；了解微生物学的形成及其发展历史以及食品微生物学的主要研究内容；安排作业1次。复习与作业要求：复习、以思考题为重点。思考题：1.什么是微生物，其常用的量度单位是什么？2.微生物有哪些特点？试从这些特点的某一方面举例说明在实践中的意义。3.简述列文虎克，巴斯德和科赫在微生物学发展中的贡献。4.举例说明微生物的命名。5.什么是微生物学？它有哪些分科？6.简述微生物学发展史(几期，各期划分的标准及主要成就)。7.什么是食品微生物学?它与食品工业的关系如何？一微生物(Microorganism)：的定义，种类、特点（一）、微生物的定义微生物是指一大群个体体积微小（通常直径小于0.1mm，要借助光学显微镜甚至电子显微镜才能看清它们的形态结构），结构简单，大多是单细胞，少数是多细胞，还有些是没有细胞结构的低等生物类群统称。（二）、主要类群：细菌、放线菌、立克次氏体、支原体、衣原体、真菌（霉菌、酵母）和病毒；单细胞藻类和原生动物也是属于微生物，微生物在生物界中所占的地位：原核生物界、原生生物界、真菌界、病毒界、植物界和动物界生物分为原核生物界(细菌)原生生物界(藻类, 原生动物)、 真菌界(酵母、霉菌)植物界、动物界和病毒界微生物在六界中占有四界, 显示了微生物在自然界的重要地位非细胞型微生物 病毒原核细胞型微生物 真核细胞型微生物 细菌、支原体、衣原体、立克次体、螺旋体、放线菌 真菌(酵母、霉菌)非细胞型微生物 乙肝病毒 腺病毒噬菌体 流感病毒 HIVEbola病毒原核细胞型微生物 螺旋体真核细胞型微生物 单细胞型真菌 多细胞型真菌（三）、微生物主要特点：（1）、个体微小、结构简单微生物的个体极其微小，必须借助显微镜放大才能看清。表示微生物大小的单位是微米或纳米。用细菌中的杆菌为例可以形象地说明微生物个体的细小。杆菌的宽度是0.5微米，因此80个杆菌“肩并肩”地排列成横队，也只有一根头发丝的宽度。杆菌的长度约2微米，故1500个杆菌头尾衔接起来仅有一颗芝麻长。我们今天知道的最小微生物是病毒，如细小病毒的直径只有20纳米（1纳米为百万分之一毫米）。 （2）、种类多、分布广；微生物种类繁多。迄今为止，我们所知道的微生物约有10万种，有人估计目前已知的种只占地球上实际存在的微生物总数的20%，微生物很可能是地球上物种最多的一类。微生物资源是极其丰富的，但在人类生产和生活中仅开发利用了已发现微生物种数的1%。（3）、适应性强、易变异；（4）、生长繁殖速度快；微生物以惊人的速度“生儿育女”。例如大肠杆菌在合适的生长条件下，12.5-20分钟便可繁殖一代，每小时可分裂3次，由1个变成8个。每昼夜可繁殖72代，由1个细菌变成4722366500万亿个（重约4722吨）；经48小时后，则可产生2.21043个后代，如此多的细菌的重量约等于4000个地球之重。 当然，由于种种条件的限制，这种疯狂的繁殖是不可能实现的。细菌数量的翻番只能维持几个小时，不可能无限制地繁殖。因而在培养液中繁殖细菌，它们的数量一般仅能达到每毫升110亿个，最多达到100亿。尽管如此，它的繁殖速度仍比高等生物高出千万倍。微生物的这一特性在发酵工业上具有重要意义，可以提高生产效率，缩短发酵周期。 （5）、容易培养；微生物对营养要求不高、食谱杂。微生物繁殖快，生产中许多副产物是微生物良好培养基。 变废为宝微生物生长繁殖条件要求低。（6）、代谢类型多，代谢强度大把一定体积的物体分割得越小，它们的总表面积就越大，可以把物体的表面积和体积之比称为比表面积。如果把人的比表面积值定为1，则大肠杆菌的比表面积值竟高达30万！ 由于微生物的比表面积大得惊人，所以与外界环境的接触面特别大，这非常有利于微生物通过体表吸收营养和排泄废物，就使它们的“胃口”十分庞大。如大肠杆菌在合适条件下，每小时可以消耗相当于自身重量2000倍的糖，而人要完成这样一个规模则需要40年之久。如果说一个50公斤的人一天吃掉与体重等重的食物，恐怕无人会相信。我们可以利用微生物这个特性，发挥“微生物工厂”的作用，使大量基质在短时间内转化为大量有用的化工、医药产品或食品，为人类造福，使有害物质化为无害，将不能利用的物质变为植物的肥料。二、微生物学的创立与发展史（一）微生物学的启蒙时代-形态学时期1列文虎克（Antony van Leeuwenhoek 荷兰，1632-1723）：第一次用单式显微镜下发现了微生物， 当时称微动物，从而揭开了微生物的奥秘。实验微生物学时期 (十七世纪下半叶至二十世纪初) 1、微生物的发现和微生物形态学时期 荷兰人列文虎克(Leeuwenhoek)(1632-1723)是微生物学的先驱微生物学的开山鼻祖 列文虎克 荷兰人用自己制造的显微镜观察到了被他称为“小动物”的微生物世界 发现了杆菌、球菌和螺形菌 实实在在看到并记录了一类从前没有人看到过的微小生命 因为这个伟大的发现，他当上了英国皇家学会的会员 列文虎克和他自制的显微镜（放大266倍）列文虎克观察到的微生物 （二）微生物学的奠基时代-生理学时期1. 巴斯德（Louis Pasteur 法国，1822-1895）：微生物学的奠基人。 * 研究了酒病，蚕病，狂犬病，发明了巴斯德消毒法2科赫（Robert Kock 德国，1843-1910）：细菌学奠基人。 *建立了研究微生物的一系列方法（如分离、培养、染色 等技术）*建立了病原学说微生物生理学时期 建立了一套独特的研究方法,寻找各种传染病病原菌 巴斯德在观察受狂犬病感染的兔脊髓著名的巴斯德研究院巴斯德在微生物学上的贡献 有机物发酵和腐败由微生物引起 解决葡萄酒和啤酒变酸问题创立巴氏消毒法 19世纪70年代，研究炭疽病，拯救了畜牧业 1881年研制成功减毒活疫苗开创人类战胜传染病的新世纪 1885年，巴斯德第一次治好了被疯狗咬伤的9岁男孩梅斯特奠定了 免疫学基础微生物方法学和医学微生物学奠基人 科赫 1882年发现引起结核病的病原分离出结核杆菌 创立了微生物学检查方法：固体培养技术、染色技术、实验动物感染 发现炭疽杆菌、霍乱弧菌 总结了著名的“科赫法则” -确立病原微生物 1905年获得了诺贝尔医学和生理学奖 分离细菌的固体培养基（三）微生物学的发展时代-分子生物学时期二十世纪中叶至今 硝化作用、固氮作用 酶 生物氧化 DNA 微生物与基因工程三、微生物学与食品微生物学： 微生物学(microbiology)：是生命科学的一个重要分支，是研究微生物的类型、分布、形态、结构、代谢、生长繁殖、遗传、进化，以及与人类、动物、植物等相互关系的一门科学。 微生物学工作者的任务：是将对人类有益的微生物用于生产实际，对人类有害的微生物予以改造、控制和消灭；使微生物学朝向人类需要的方向发展。食品微生物学是专门研究微生物与食品之间关系的一门学科，它是微生物学的一个重要分支。是一门综合学科食品微生物学研究的内容：1、研究与食品有关的微生物的生命活动规律2、研究有益微生物，为人类制造食品3、研究如何控制有害微生物，防止食品发生腐败变质4、研究检测食品微生物的方法，制定指标绪论作业一、名词解释：1、微生物 2、微生物学二、填空：微生物分为三类：-，-，-。三、简述题：1、简述微生物的特点2、简述微生物学发展史上的几个阶段本章小结1、微生物的概念和特点2、微生物发展史上的重要人物3、微生物与人类的关系第二章 微生物的形态（9学时）本章要求：1掌握细菌的大小形态和.细胞的结构、繁殖方式、培养特征2掌握革兰氏染色法3掌握酵母菌、霉菌、放线菌的大小形态. 和细胞的结构、繁殖方式、培养特征4掌握噬菌体形态.特征、繁殖方式主要内容： I原核微生物一、细菌：细菌的形态和大小，细菌的细胞结构，细菌的菌落特征，细菌的繁殖，细菌的代表属二、放线菌：放线菌的形态，放线菌的菌落特征，放线菌的繁殖三、细菌的分类和鉴定方法微生物的分类和命名；II真核微生物五、霉菌：霉菌的形态，霉菌的细胞结构，霉菌的菌落特征，霉菌的繁殖，霉菌的代表属六、酵母菌：酵母菌的形态和大小，酵母菌的细胞结构，酵母菌的菌落特征，酵母菌的繁殖，酵母菌的代表属学习要求：重点掌握细菌，霉菌，酵母菌的细胞形态结构，生理功能及菌落特性，了解真菌无性和有性孢子的形成特性，比较真核微生物和原核微生物的细胞基本特性；了解微生物分类鉴定方法。安排作业2次。复习与作业要求：全面复习、以思考题为重点。思考题：1.什么是细菌？简述细菌与人类的关系。2.细菌有哪些基本形态？3.试绘出细菌细胞构造的模式图，注明其一般和特殊构造，并扼要说明各部分的生理功能。4.简述细菌革兰氏染色的程序，原理与结果表示。5.简要说明G+和G-细菌细胞壁的构造特点及成分。6.什么是荚膜？其化学成分如何？有何功能？7.什么是芽孢？有何特点？8.什么是鞭毛？有何功能？9.简述细菌的繁殖方式。10.简述真菌的特点与概念。11.真菌细胞结构与细菌细胞结构有何不同？12.真菌产生的孢子有哪些？试比较它们的异同点。13.真菌的菌落有哪些特征？14.什么是真菌的生活史？有哪两种类型？15.什么是放线菌？为什么说放线菌是介于细菌与真菌之间而又接近于细菌的一类微生物？16.简述微生物分类鉴定的方法？第一节 概述 原核微生物（Prokaryotic microorganism）： 原核（细菌、放线菌、） 真核微生物(Eukaryotic microorganism)： 真核（霉菌、 酵母）主要区别：核仁、核膜、有丝分裂过程以及细胞器的不同（见表2-1）无细胞结构微生物；病毒微生物的分类一、微生物的分类单位：界（Kingdom） 门（Phylum or Division） 纲（Class） 目（Order） 科（Family） 属（Genus） 种（Species）二、种以下的分类单元 （1）种：是显示高度相似性，亲缘关系极其接近，与其它种有明显差异的一群菌株的总称。（2）、亚种（subspecies subsp.,ssp）：某一个微生物种中某一种特性发生了明显的变异，而且稳定能遗传的变异菌种。（3）、变种（variety, Var.）与亚种同义（4）、型 （type）：指的是同一细菌种内显示很小生物化学与生物学差异的菌株，常用于细菌（特别是致病菌）中紧密相关菌株的区分。 血清型（serotype）（5）、菌株（strain）： 又称品系。一个菌株是指由一个单细胞繁殖而来的克隆（clone）或无性繁殖系中的一个微生物或微生物群体。 如：Bacillus subtilis（枯草杆菌） As1.398 产蛋白酶高的菌株 BF7658 产-淀粉酶高的菌株（6）群：把大肠杆菌和产气杆菌以及它们之间的中间类型统称为大肠菌群。象这样把某些微生物种类和它们之间的中间类型统称为“群”。三 微生物的命名 双名法:采用拉丁双名法，每个菌名由两个拉丁字组成。前一字为属名，用名词，大写；后一字为种名，用形容词，小写。中文的命名次序与拉丁相反，种名在前，属名在后。 Staphylococcus aureus 金黄色葡萄球菌 四 微生物的分类依据和方法1、常规分类法 主要依据：形态特征；生理生化特征；生态特征；抗原特征；2、遗传特征分类法3、化学特征分类法4、数值分类法第二节 细 菌细菌(bacterium)是属原核生物界(prokaryotae)的 一种单细胞微生物。 一、 细菌的大小与形态 二、 细菌的结构 三、 细菌形态与结构检查法 四、细菌的繁殖与培养特征一、 细菌的大小与形态观察细菌常用光学显微镜，其大小用测微尺在显微镜下进行测量，以微米(m)为单位。不同种类的细菌大小不一，同一种细菌也因菌龄和环境因素的影响而有差异。细菌按其外形，主要有球菌(coccus)双球菌(diplococcus) 脑膜炎奈瑟菌 肺炎链球菌 链球菌(streptococcus) 葡萄球菌(streptococcus)八叠球菌(sarcina) 四联球菌(tetrad)杆菌(bacillus)不同杆菌的大小、长短、粗细很不一致。大 中 小炭疽芽胞杆菌 3-10 m 大肠埃希菌 2-3 m 布鲁菌 0.6-1.5 m杆菌的形态多样两端齐平炭疽芽胞杆菌 两端尖细白喉棒状杆菌分枝杆菌 双歧杆菌螺形菌(spiral bacterium)弧菌螺菌螺杆菌基本结构细胞壁、细胞膜、细胞质、核质二、 细菌的结构特殊结构荚膜、鞭毛、菌毛、芽胞（一） 基本结构1、细胞壁(cell wall)革兰染色法： 结晶紫 碘液 95%乙醇 复红 革兰阳性菌革兰染色 革兰阴性菌两类细菌细胞壁的共同组分为肽聚糖，但各有其特殊组分组成成分：主要成分为肽聚糖（peptidoglycan）又称胞壁质肽聚糖：N-乙酰葡萄糖胺（N-acetylglucosamine,G）N-乙酰胞壁酸（N-acetylmuramic acid ,M）短肽（L-谷氨酸D-谷氨酸L-赖氨酸或二氨基庚二酸D-丙氨酸）通过-1，4糖苷键（溶菌酶作用点）和4-3氨基酸上的肽键（青霉素作用点）联结成网状结构（1） 肽聚糖(peptidoglycan)革兰阳性菌肽聚糖聚糖骨架、四肽侧链、五肽交联桥青霉素作用点溶菌酶作用点N-乙酰葡糖胺 N-乙酰胞壁酸革兰阴性菌肽聚糖聚糖骨架、四肽侧链（2） 革兰阳性菌细胞壁特殊组分壁磷壁酸膜磷壁酸（3） 革兰阴性菌细胞壁特殊组分脂多糖(lipopolysaccharid,LPS)革兰阳性菌与阴性菌细胞壁结构比较细胞壁 革兰阳性菌革兰阴性菌强度较坚韧较疏松厚度20-80nm10-15nm肽聚糖层数可多达50层1-2层肽聚糖含量占细胞壁干重50%-80%占细胞壁干重5%-20%磷壁酸+外膜+脂蛋白+脂多糖+（4） 细胞壁的功能 维持菌体固有的形态 保护细菌抵抗低渗环境 参与菌体内外的物质交换 菌体表面带有多种抗原分子，可诱发机体的免疫应答。（5） 细菌细胞壁缺陷型（细菌L型） 细菌细胞壁缺陷型或L型(bacterial L form)：细胞壁受损后仍能生长和分裂的细菌。在一般环境中不能耐受菌体内的高渗透压而将会涨破死亡。在高渗环境下，仍可存活。 革兰阳性菌细胞壁缺失后，原生质仅被一层细胞膜包住原生质体(protoplast)。 革兰阴性菌肽聚糖层受损后尚有外膜保护原生质球(spheroplast)。 某些L型仍有一定的致病力，通常引起慢性感染。细菌L型的形态和染色性细菌L型呈高度多形性，大小不一。着色不匀，无论其原为革兰阳性或阴性菌，形成L型大多染成革兰阴性。蜡样芽胞杆菌L型的镜下形态（多形性） 细菌L型生长缓慢，营养要求高，对渗透压敏感，普通营养基上不能生长，培养时必须用高渗的含血清的培养基。 细菌L型在高渗的含血清的培养基上生长后形成三种类型的菌落。 丝状菌落 颗粒型菌落 油煎蛋样菌落（典型L型菌落）2、细胞膜 (cell membrane)细胞质膜 cell membrane单位膜，两层暗的电子致密层中间夹一层较高的电子透明层，厚75nm主要功用：（1）渗透屏障；（2）物质运输；（3）参与膜脂质、细胞壁的合成；（4）参与能量代谢；（5）分泌细胞壁和荚膜成分：（6）参与DNA复制与细胞的分离；（7）是鞭毛的着生点主要成分：（1）脂质磷脂，构成脂质双层2）蛋白质整合蛋白、跨膜蛋白、周缘蛋白 细菌细胞膜的结构与真核细胞者基本相同，由磷脂和多种蛋白质组成，但不含胆固醇。 细菌细胞膜的功能与真核细胞者类似，主要有物质转运、生物合成、分泌和呼吸等作用。 细菌细胞膜可形成一种特有的结构，称为中介体。中介体(mesosome)中介体：是部分细胞膜内陷、折叠、卷曲形成的囊状物，多见于革兰阳性菌。其功能类似于真核细胞的线粒体，故亦称为线粒体(chondroid)。3、细胞质 (cytoplasm) 核糖体(ribosome)：细菌合成蛋白质的场所，游离存在于蛋白质中。 质粒(plasmid)：染色体外的遗传物质，存在于细胞质中。为闭合环状的双链DNA，控制细菌某些特定的遗传特性。 细菌细胞质中含有多种颗粒，大多为贮藏的营养物质。其中有一种主要成分是RNA和多偏磷酸盐的颗粒，其嗜碱性强，用亚甲蓝染色时着色较深呈紫色，称为异染颗粒(metachromatic granule)。常见于白喉棒状杆菌，位于菌体两端，故又称极体(polar body)，有助于鉴定。4、核质 (nuclear material)（1）核 ：细菌是原核细胞，不具有成形的核。细菌的遗传物质称为核质或拟核，无核膜、核仁和有丝分裂器。功能与真核细胞的染色体相似。核质由单一DNA分子反复回旋卷曲组成为很长的共价闭合环状双链，反复折叠高度缠绕网状结构。（2）质粒DNA：小型环状DNA，能自我复制；与接合或致育、抗药、产毒、致病、解毒、固氮、产生抗生素、产色素、形成芽孢都有关（二）特殊结构1、芽胞 (spore) 芽胞：某些细菌在一定的环境条件下，能在菌体内部形成一个圆形或卵圆形小体，是细菌的休眠形式。芽胞形成后细菌即失去繁殖能力。 产生芽胞的都是革兰阳性菌。（1） 芽胞的形成与发芽 细菌形成芽胞的能力是由菌体内的芽胞基因决定的。芽胞一般只在动物体外才能形成，其形成条件因菌种而异。 一个细菌只形成一个芽胞，一个芽胞发芽也只生成一个菌体，细菌数量并未增加，因而芽胞不是细菌的繁殖方式。与芽胞相比，未形成芽胞而具有繁殖能力的菌体可称为繁殖体(vegetative form)。芽胞的大小、形状、位置等随菌种而异，有重要的鉴别意义。炭疽芽胞杆菌肉毒梭菌破伤风梭菌芽胞的结构 （2） 芽胞的功能 芽胞的抵抗力强，可在自然界中存在多年，是重要的传染源。但芽胞并不直接引起疾病，只有发芽成为繁殖体后，才能迅速大量繁殖而致病。 芽胞抵抗力强，故应以杀灭芽胞作为可靠的灭菌指标。 芽胞抵抗力强的原因： (1)芽胞含水量少，蛋白质受热后不易变性。 (2)芽胞具有多层致密的厚膜，理化因素不易透入。 (3)含有的DAP与钙结合的盐能提高芽胞中各种酶的稳定性。芽孢主要特性 （1）折光性强，不易着色； （2）抗干燥、抗药、抗热和抗辐 （3）代谢活性低，存活力强，可保存50年以上； （4）含水量低； （5）多层结构，含特有物质DPA-Ca； （6）是一种休眠体，不是繁殖体伴孢晶体（苏云金芽孢杆菌产生）： 菱形，碱溶性蛋白晶体 能杀死多种昆虫的幼虫，可制成细菌杀虫剂，（二） 特殊结构2、荚膜 (capsule)荚膜：某些细菌在其细胞壁外包绕一层黏液性物质，为疏水性多糖或蛋白质的多聚体，用理化方法去除后并不影响细胞的生命活动。肺炎链球菌荚膜荚膜（1） 荚膜的化学组成 大多数细菌的荚膜是多糖，炭疽芽胞杆菌、鼠疫耶氏菌等少数菌的荚膜为多肽。 多糖分子组成和构成的多样化使其结构极为复杂，成为血清学分型的基础。 荚膜的形成需要能量，与环境条件有密切关系。有荚膜的细菌形成粘液(M)或光滑(S)菌落，失去荚膜后其菌落边为粗糙型（R）型。（2） 荚膜的功能 抗吞噬作用：荚膜具有抵抗宿主吞噬细胞的作用，因而荚膜是病原菌的重要毒力因子。 粘附作用：荚膜多糖可使细菌彼此之间粘连，也可粘附于组织细胞或无生命物体表面，形成生物膜，是引起感染的重要因素。 抗有害物质的损伤作用：荚膜处于细胞的最外层，有保护菌体避免和减少受有害物质的损伤作用。荚膜 （capsule）：有些细菌细胞分泌到细胞壁外具有富含水分的多肽多糖磷酸复合粘胶状物质称为荚膜。不易着色危害与应用：虽然荚膜对食品工业制糖业造成危害，但有着广泛的应用。如：肠膜状明串珠菌葡聚多糖可以制造人造血浆（成分为右旋糖酐和葡聚糖）（二） 特殊结构3、鞭毛 (flagellum)许多细菌在菌体上附有细长并呈波状弯曲的丝状物，称为鞭毛，是细菌的运动器官。 鞭毛需用电子显微镜观察，或经特殊染色法使鞭毛增粗后才能在光镜下看到。鞭毛菌分类单毛菌 丛毛菌双毛菌 （1）鞭毛的结构（2） 鞭毛的功能 鞭毛是运动器官。 鞭毛有抗原性。4、菌毛 (filus/fimbriae) 菌毛：许多革兰阴性菌和少数革兰阳性菌菌体表面存在着一种比鞭毛更细、更短而直硬的丝状物，与细菌的运动无关。 菌毛蛋白具有抗原性。 根据功能不同，菌毛可分为普通菌毛和性菌毛两类。 菌毛在普通光学显微镜下看不到，必须用电子显微镜观察。（1） 普通菌毛(ordinary pilus) 普通菌毛遍布菌细胞表面，每菌可达数百根。 这类菌毛是细菌的粘附结构，能与宿主细胞表面的特异性受体结合，是细菌感染的第一部。因此，菌毛和细菌的致病性密切相关。 菌毛的受体常为糖蛋白或糖脂，与菌毛结合的特异性决定的宿主的易感部位。 如果红细胞表面具有菌毛受体的相似成分，不同的菌毛引起不同类型的红细胞凝集血凝（hemagglutination,HA)（2） 性菌毛(sex pilus) 仅见于少数革兰阴性菌。 数量少，1-4根。 比普通菌毛长而粗，中空呈管状。 性菌毛由致育因子（F）编码，故又称F菌毛。 带有性菌毛的F+菌与无性菌毛的F-菌相遇时，性菌毛与其相应受体结合，F+菌内的质粒或DNA可通过性菌毛 进入F-菌体内，此过程接合(conjugation)。 性菌毛是某些噬菌体吸附于菌细胞的受体。三、 细菌的形态检查法 显微镜放大法细菌形体微小，肉眼不能直接看到，必须借助显微镜（普通光学显微镜、电子显微镜）放大后才能观察。 染色法细菌体小半透明，经染色后才能观察较清楚。显微镜放大法普通光学显微镜(light microscope)普通光学显微镜的分辨率为0.25um。一般细菌都大于0.25um，故可用普通光学显微镜观察。电子显微镜(electron microscope)电子显微镜的分辨率为1nm。不仅能看清细菌的外形，内部超微结构可一览无余。透射电镜透射电镜 扫描电镜染色法 革兰染色法： 结晶紫 碘液 95%乙醇 复红 抗酸染色： 石炭酸复红 3%盐酸酒精 美兰 其它特殊染色四、细菌的繁殖与培养特征（一）、细菌的繁殖二分裂方式繁殖（二）、培养特征1、菌落：单个细胞或孢子在固体培养基表面上繁殖而成的为人们肉眼所看到的群体。2、细菌的菌落的特征湿润，粘稠，易挑起，质地均匀，有各种颜色，大小不一，表面突起或陷，边缘整齐，或者锯齿状、波浪状，透明度不一。不同细菌菌落不同，这是菌种鉴定和判断菌体纯度的重要依据。3、细菌的液体培养特征4、细菌的半固体培养特征第三节 放线菌（actinomycetes） 一、放线菌的形态结构菌丝：基内菌丝（营养菌丝）：吸收营养物质，分泌代谢产物。气生菌丝（繁殖菌丝）：孢子丝分生孢子二、放线菌的细胞的结构：与细菌相似三、放线菌的菌落：比较硬，难挑起，呈放射状。放线菌种类：链霉菌属、诺卡氏菌属、放线菌属、小单孢菌属和孢囊菌属第四节 原核微生物（细菌、放线菌、其它原核微生物） 一、蓝细菌 (cyanobacteria),曾称蓝藻(blue algae)或称蓝绿藻(blue-green algae)主要进行光合作用。属古老的原核微生物二、立克次氏体 Rickettsia 介于细菌与病毒之间，而又靠近细菌的一类微生物；纪念美国科学家H.T.Ricketts而命名； 立克次氏体的主要特性： 1具有细胞结构 2核酸为RNA和DNA，细胞进行二分裂繁殖 3对多种抗细菌的抗生素敏感二、立克次氏体 Rickettsia立克次氏体的主要特性： 1具有细胞结构 2核酸为RNA和DNA，细胞进行二分裂繁殖 3对多种抗细菌的抗生素敏感 4专性寄生，人工培养基上不能生长：靠宿主提供能量，细 胞膜较疏松而“渗透性较大” 5属虫媒微生物：中间宿主有蚤、蜱、螨一类的吸血节肢动 物 6引起人类疾病：洛基山斑点热（立氏立克次氏体）、流行 性斑疹伤寒（普氏立克次氏体）、地方性 斑疹伤寒（普氏立克次氏体）、Q热病和恙 虫病（恙虫热立克次氏体）等三、支原体（ Mycoplasma） 介于立克氏体与细菌之间的微生物 前称胸膜肺炎微生物、 类胸膜肺炎微生物 支原体主要特性： 1极小，0.25m; 2无细胞壁，形态多样，可通过细菌滤器（似病毒），G-；对青霉素、溶菌酶不敏感，对四环素、表面活性剂或醇类敏感 3质膜含固醇或脂聚糖 4含RNA和DNA，二分裂繁殖（似细菌） 5体外可培养，但要求高（需加动物血清、牛心浸出液等） 6菌落呈荷包蛋 7引起人和动物疾病：传染性胸膜肺炎（丝状支原体）；绵 羊、山羊缺乳症（无乳对原体）；鼠关节炎 （关节炎支原体）；鼠旋转病（溶神经对原体）第五节 微生物的形态 真核微生物 霉菌 （mould or mold）： 酵母菌 （yeast）：一、真核微生物特点真核微生物（Eucaryote）：具有真核（具有核仁、核膜、 进行有丝分裂、有各种细胞器） 1、真菌的几个概念： （1）真菌（ fungi）：无根、茎、叶分化，不进行光合作 用的真核微生物 （2）酵母菌 （yeast）：一群单细胞真菌的统称 （3）霉菌 （mould or mold）：丝状真菌的统称 （4）菌物界 （Myceteae）：与动、植物界并列的一类真核微生物（真菌、粘菌、卵菌等）二、霉菌（一）霉菌的形态特点： (1)菌丝：（1）营养菌丝；（2）气生菌丝 菌丝又可分为无隔菌丝（单细胞多核菌丝） 有隔菌丝（多细胞菌丝，一个细胞里一个核或多个核） ( 2)细胞壁主要成分，大多数霉菌为壳多糖（几丁质），少数为纤维素或壳多糖+纤维素(3)细胞器线粒体、(4)细胞核 ( 5)霉菌的繁殖方式：（a）无性繁殖： 无性孢子繁殖：分生孢子（conidium）；是在生殖菌丝顶端或已分化的分生孢子梗上形成的孢子，分生孢子有单生、成链或成簇等排列方式，是子囊菌和半知菌亚门的霉菌产生的一类无性孢子 节孢子（arthrospore）；菌丝生长到一定阶段时出现横隔膜，然后从隔膜处断裂而形成的细胞称为节孢子。如白地霉产生的节孢子。 厚垣孢子（chlamydospore）；厚垣孢子。某些霉菌种类在菌丝中间或顶端发生局部的细胞质浓缩和细胞壁加厚，最后形成一些厚壁的休眠孢子，称为厚垣孢子。如毛霉属中的总状毛霉。 囊孢子（sporangiospore）；孢囊孢子。在孢子囊内形成的孢子叫孢囊孢子。孢子囊是由菌丝顶端细胞膨大而成，膨大部分的下方形成隔膜与菌丝隔开，膨大细胞的原生质分化成许多小块，每小块可发育成一个孢子。孢囊孢子有两种类型，一种为生鞭毛能游动的叫游动孢子，如鞭毛菌亚门中的绵霉属；另一种是不生鞭毛不能游动的叫静孢子，如接合菌亚门中的根霉属。（b）有性繁殖：质配 核配 减数分裂 有性孢子：卵孢子（2n）、 接合孢子（2n）、 子囊孢子（n）、担孢子（n）、（二）常见霉菌种类： 1毛霉：无隔菌丝、 菌丝无假根、无匍匐枝，顶囊，内生囊 孢 子,霉菌菌落：棉絮状、毛绒状、可制作豆腐乳； 2根霉：无隔菌丝、有假根、有匍匐枝，顶囊, 内生囊孢子, 霉菌菌落：蜘蛛网、可用于水解淀粉、酿酒； 3曲霉：具有足细胞，分生孢子梗，顶囊，分生孢子 小梗，次生小梗和分生孢子黄曲霉：分生孢子为黄色，无毒株中用于制豆豉、制酱油； 黑曲霉：分生孢子为黑色，可用于柠檬酸生产； 4青霉：有扫帚形分生孢子梗和小梗，霉菌菌落：毛绒状 用于生产青霉 素；（三）、霉菌菌落：棉絮状、毛绒状、蜘蛛网、三、酵母菌 （yeast）：（一） 酵母菌的形态特点：1大多数酵母菌为圆形、或卵圆形的单细胞真菌；2细胞壁的主要成分为葡聚糖、甘露聚糖，还有壳多糖（又称几丁质，成分为N乙酰基葡萄糖胺的多聚物）、蛋白质、脂质和酶等；3、细胞器线粒体、4、细胞核真核（一） 酵母菌的形态特点： ：5、菌落：与细菌的菌落特征相似、大而厚、多为圆形、乳白色。6繁殖方式：（1）无性繁殖：芽殖、裂殖、芽裂殖；（2）有性繁殖：质配(n+n) 核配(2n) 子囊(减数分裂)子囊孢子（二）酵母菌的主要用途： 1酿酒（酿酒酵母）：茅台、五粮液、汾酒、贵州醇等； 2制作面包（面包酵母）； 3单细胞蛋白饲料（热带假丝酵母）； 4制药（酵母片、提取Vit.b、核酸等）（三）酵母菌与细菌形态比较：第六节 病毒 Virus主要内容：一、病毒的形态结构：病毒的特性，病毒的形态和大小，病毒的化学组成和结构二、病毒的繁殖：病毒的复制，噬菌体的复制学习要求：掌握病毒的特性，了解噬菌体增殖及对食品发酵工业的危害性复习：全面复习。思考题：1.什么是病毒？简述病毒粒子的构造。病毒的种类有哪些？2.简述噬菌体复制的过程。3.简述病毒的培养技术。1892年俄国的伊万诺夫斯基（Ivanovsky）首先发现了烟草花叶病毒；1944年美国的天文学家威廉斯用电子显微镜第一次看清病毒的模样。 病毒的主要特点： 1个体非常小，只有在电子显微镜下看到，一般都可通过细菌滤器； 2化学组成简单，主要是核酸（只含一种核酸，DNA或RNA）； 3无细胞结构；仅仅是蛋白质外壳包围核酸的病毒粒子（virion）； 4无独立代谢能力；专性寄生； 5对一般抗菌素不敏感，而对干扰素敏感。 6专一性，流行性；常见的病毒和病毒病： 1肝炎病毒：引起肝炎病；有甲、乙、丙、丁、庚， “TTV”新型肝炎病毒（通过血液传染）； 2流感病毒：流行性感冒。1580年全球流感大流行，马德里城变成荒芜人烟之地，意大利、西班牙竖起了几十万座新坟。以后几乎每隔10年左右就发生一次世界大流行。 3腮腺炎病毒 4天花病毒、痘苗病毒； 5麻疹病毒 6脊髓灰质炎病毒：小儿麻痹症常见的病毒和病毒病 7狂犬病毒：狂犬病（疯狗病、恐水病），19801993年，全国有6万人死于狂犬病，损失13。44亿元。犬祸大于虎； 8埃博拉病毒：埃博拉病（死亡天使袭击扎伊尔），腹泻，高烧，上吐下泻，七窍流血，在极端痛苦中死去； 9艾滋病毒（HIV）：获得性免疫缺陷综合症（AIDS），我国译为艾滋病。艾滋病毒感染者艾滋病。潜伏期510年，主要通过性接触传染，血液传染；一、 病毒的形态结构（一）、形态：杆状，球状，砖状，蝌蚪状，子弹状和丝状等； （二）、大小：以nm量度； 最大的病毒是痘病毒 300450nmX70260nm 最小的病毒是菜豆畸矮病毒，911nm（三）、病毒的化学组成，结构与对称性化学组成 1病毒核酸 只含一种核酸，DNA或RNA 2病毒蛋白质 主要构成病毒结构、病毒的侵入与增殖过程中发挥作用 （1）结构功能：构成病毒的基本结构核衣壳，起保护作用；一、 病毒的形态结构（三）、病毒的化学组成，结构与对称性化学组成 1病毒核酸 只含一种核酸，DNA或RNA 2病毒蛋白质 主要构成病毒结构、病毒的侵入与增殖过程中发挥作用（1）结构功能：构成病毒的基本结构核衣壳，起保护作用； （2）吸附作用：与宿主细胞表面的受体吸附； （3）破坏宿主细胞膜与细胞壁：病毒中的溶菌酶、神经氨酸酶起作用；（4）增殖中的作用：核酸复制和蛋白质合成中所需的各种酶 （5）具有抗原性； 3其它成分：脂类，糖类，糖蛋白起抗原性作用；二、 病毒的增殖 Virus multiplication基本特点： （1）无生长过程； （2）不是二分裂繁殖； （3）先复制核酸，后合成蛋白质，再装配成病毒粒 子，然后释放出来； （一）、病毒的增殖过程： 可分为五个阶段：吸附 侵入 核酸复制与蛋白质合成 装配 释放 1、吸附（adsorption） 吸附是指病毒的特殊结构与宿主细胞表面的特殊受体发生特异性结合。与病毒的专一性有关，决定是否能感染的第一步。（一）、病毒的增殖过程： 可分为五个阶段：吸附 侵入 核酸复制与蛋白质合成 装配 释放 1、吸附（adsorption） 吸附是指病毒的特殊结构与宿主细胞表面的特殊受体发生特异性结合。与病毒的专一性有关，决定是否能感染的第一步。T3、T4、和T7菌体受体为脂多糖 T2和T6菌体受体为脂蛋白 枯草杆菌噬菌体SP-50菌体受体为磷壁酸 有尾巴的噬菌菌体受体为：细胞壁、细胞荚膜、细菌鞭毛 脊髓灰质炎病毒脂蛋白 许多动物病毒是无受体的，是通过吞噬、胞饮进入细胞； 植物病毒几乎无受体，靠植物表层结构受损后进入细胞；2、侵入（penetration） 侵入是指整个病毒或其中一部分进入宿主细胞的过程；侵入方式视不同宿主与不同病毒而不同。 噬菌体侵入：如噬菌T4（尾丝吸附E细胞壁 尾丝收缩 尾管接触壁 溶菌酶水解肽聚糖 产生小孔 尾鞘收缩 DNA注入细菌细胞中，蛋白质外壳留在外面） 动物病毒侵入：整个病毒（核衣壳）侵入 （1）胞吞（胞饮或细胞吞噬），多数动物病毒； （2）膜融合：有包膜病毒，如流感病毒、疱疹病毒； （3）直接穿过细胞膜：如腺病毒（裸露病毒）； 3、核酸复制、转录与蛋白质的生物合成 病毒核酸的复制与转录 核酸的复制与转录方式随病毒核酸的类型不同而不同。 病毒蛋白质的合成 病毒一旦转录出mRNA就由病转录出的mRNA为模板合成病毒蛋白质（ 酶、衣壳粒等） 材料：氨基酸，tRNA，rRNA（核糖体RNA）以及各种酶系等； 如T7噬菌合成蛋白质可分为：早期蛋白（感染后期48 min）；中期蛋白（感染后615 min）；晚期蛋白；4、装配 （assembly） 装配是指将合成的病毒各部件组装在一起成为成熟的病毒粒子的过程 自体装配：结构筒单的病毒，如TMV； 指导装配：复杂的病毒，如T4噬菌体； 5、释放（release） 释放是指许多病毒借助于自身降解宿主细胞壁或细胞膜的酶（如T4的溶菌酶，流感病毒的神经氨酸酶）裂解宿主细胞民，释放出大量的子病毒三、 噬菌体 噬菌体(bacteriophage,phage)：是感染细菌、真菌、