微生物学沈萍考试重点.pdf

微生物学考试复习重点微生物学考试复习重点 第一章绪论第一章绪论 1 微生物学的定义 微生物学一般定义为研究肉眼难以看清的称之为微生物的生命活动的科学 2 微生物的种类 无细胞结构不能独立生活的病毒 亚病毒因子 卫星病毒 卫星 RNA 和朊病毒 原核细胞结构的细菌 古生菌 真核细胞结构的真菌 酵母菌 霉菌 覃 菌等 单细胞藻类 原生动物等 3 微生物生命现象的特性和共性 微生物具有其他生物不具备的生物学特性 代谢途径和功能 微生物具有其他生物共有的基本生物学特性 易操作性 微生物具有个体小 结构简单 生长周期短 易大量培养 易变异 重复性强等优势 4 微生物的发现 荷兰商人安东 列文虎克利用自制的显微镜发现了微生物世界 5 微生物学发展过程中的重大事件 1867 Lister 创立了消毒外科 1890 Von Behring 制备抗毒素治疗白喉和破伤风 1892 IV anowsky 提供烟草花叶病是由病毒引起的证据 1928 Griffith 发现细菌转化 1929 Fleming 发现青霉素 1977 Woese 提出古生菌是不同于细菌和真核生物的特殊类群 1995 第一个独立生活的细菌 流感嗜血杆菌 全基因组序列测定完成 1996 第一个独立生活的古生菌 詹氏甲烷球菌 基因组测序完成 1997 第一个真核生物 啤酒酵母 基因组测序完成 6 微生物学发展的奠基者 巴斯德和科赫是微生物学发展的奠基者 巴斯德的贡献 a 彻底否定了 自生说 巴斯德用著名的曲颈瓶实验彻底否定了 自生说 并从此建立了病原学说 推 动了微生物学的发展 b 免疫学 预防接种 巴斯德研究了鸡霍乱 发现将病原菌减毒可诱发免疫性 以预防鸡霍乱病 他为人类 防病 治病作出了重大贡献 c 证明发酵是由微生物引起的 d 其他贡献 巴斯德消毒法和家蚕软化病问题 科赫的贡献 a 证明炭疽杆菌是炭疽病的病原菌 b 发现肺结核的病原菌 c 提出了证明某种微生物是否为某种疾病病原体的基本原则 科赫原则 d 用固体培养基分离纯化微生物的技术 e 配制培养基 科赫原则 a 在每一相同的病例中都出现这种微生物 b 要从寄主分离出这样的微生物并在培养基中培养出来 c 用这种微生物的纯培养接种健康而敏感的寄主 同样的疾病会重复发生 d 从实验发病的寄主中能再度分离培养出这种微生物 第二章微生物的纯培养和显微技术第二章微生物的纯培养和显微技术 1 无菌技术的概念 在分离 转接及培养纯培养物时防止其被其他微生物所污染 其自身也不污染操作环境的技术被称为无菌技术 2 最常用的灭菌方法 高压蒸汽灭菌 3 接种操作 接种环在火焰上灼烧灭菌 烧红的接种环在空气中冷却 同时打开装有培养物的试管 用接种环蘸取一环培养物转移到一装有无菌培养基的试管中 并将试管重新盖好 接种环在火焰上灼烧 杀灭残留的微生物 4 用固体培养基获得纯培养 涂布平板法 a 先将已融化的培养基倒入无菌培养皿 制成无菌平板 b 冷却凝固后 将一定量的某一稀释度的样品悬液滴加在平板表面 再用无菌涂布棒将菌液分散至整个平板 表面 c 培养后挑取单个菌落 稀释倒平板法 a 先将待分离的材料用无菌水作一系列的稀释 如 1 10 1 100 1 1000 1 10000 b 分别取不同稀释液少许 与已融化并冷却至 50 左右的琼脂培养基混合 摇匀后 倾入灭过菌的培养皿中 待琼脂凝固后 制成可能含菌的琼脂平板 保温培养一定时间即可出现菌落 如果稀释得当 在平板表面 或琼脂培养基中就可出现分散的单个菌落 这个菌落可能就是由一个微生物细胞繁殖而成的 c 挑取该单个菌落 或重复以上操作数次 便可得到纯培养 平板划线法 a 用接种环以无菌操作蘸取少许待分离的材料 在无菌平板表面进行平板划线 扇形划线或其他形式的连续 划线 b 微生物细胞的数量将随着划线次数的增加而减少 并逐步分散开来 如果划线适宜的话 微生物能一一分 散 经培养后 可在平板表面得到单菌落 稀释摇管法 对氧气敏感的厌氧型微生物 a 先将一系列盛无菌培养基的试管加热 使琼脂融化后冷却并保持在 50 左右 b 将待分离的材料用这些试管进行梯度稀释 试管迅速摇动均匀 c 冷凝后 在琼脂柱表面倾倒一层灭菌液体石蜡和固体石蜡的混合物 将培养基和空气隔开 d 培养后 菌落形成在琼脂柱的中间 e 进行单菌落的挑取和移植 需先用一只灭菌针将液体石蜡 石蜡盖取出 再用一只毛细管插入琼脂和管壁 之间 吹入无菌无氧气体 将琼脂柱吸出 置放在培养皿中 用无菌刀将琼脂柱切成薄片 进行观察和聚 落的移植 5 选择培养 选择平板培养 根据待分离微生物的特点选择不同的培养条件 富集培养 利用不同的微生物生命活动特点的不同 制定特定的环境条件 使仅适应于该条件的微生物旺盛生长 从而 使其在菌落中的数量大大增加 使人们能够更容易地从自然界中分离到这种所需的特定微生物 6 微生物保藏技术 传代培养保藏 冷冻保藏 干燥保藏 a 沙土管保存b 冷冻真空保藏 7 普通光学显微镜 利用目镜和物镜两组透镜系统来放大成像 故又常被称为复式显微镜 分辨率为 0 2um 分辨率 能辨别两点之间最小距离的能力 最小可分辨距离 0 5 n sin n sin 为数值孔径值 滴加香柏油 n 1 52 的目的是增加数值孔径 光学显微镜分辨率的限制 光学显微镜在使用最短波长的可见光 450nm 作为光源时在油镜下可达到其 最大分辨率 0 18um 8 细菌染色法 9 细菌的形态和排列 细菌的三种基本形态 球状 杆状 螺旋状 10 原核细胞的大小 球菌大小以其直径表示 杆菌和螺旋菌以其长度和宽度表示 蓝细菌 8um 50um 巨大芽孢杆菌 1 5um 4um 大肠杆菌 1um 3um 肺炎球菌 0 8um 噬血流杆菌 0 25um 1 2um 纳米细菌 50nm 11 真菌形态和繁殖方式 霉菌 一些 丝状真菌 的统称 菌体由分支或不分支的菌丝构成 在固体培养基上 部分菌丝伸入培养基内吸收养料 称为营养菌丝 另一部分则向空中生长 称为气生菌丝 有的气生菌丝发育到一定阶段 分化成繁殖菌丝 酵母菌 一群单细胞真核微生物 以芽殖或裂殖来进行无性繁殖 极少数种可产生子囊孢子进行有性繁殖 第三章微生物细胞的结构与功能第三章微生物细胞的结构与功能 1 原核微生物的特点 基因组由无核膜包裹的双链环状 DNA 组成 缺乏由单位膜分隔 包围的细胞器 核糖体为 70S 型 2 原核微生物细胞壁的功能 固定细胞外形和提高机械强度 从而使其免受渗透压等外力的损伤 为细胞的生长 分裂和鞭毛运动所必需 阻拦酶蛋白和某些抗生素等大分子物质进入细胞 保护细胞免受溶菌酶 消化酶和青霉素等有害物质的损伤 赋予细菌具有特定的抗原性 致病性以及对抗生素和噬菌体的敏感性 3 革兰氏阳性菌的细胞壁 革兰氏阳性菌细胞壁的特点是厚度大 20 80nm 和化学组分简单 一般只含有 90 的肽聚糖和 10 的磷壁酸 从而与层次多 厚度低 成分复杂的革兰氏阴性菌的细胞壁有明显的差别 肽聚糖 肽聚糖分子是由肽和聚糖两部分组成 其中的肽有四肽尾和肽桥两种 聚糖则由 N 乙酰葡萄糖胺和 N 乙 酰胞壁酸相互间隔连接而成 呈长链骨架状 a 双糖单位 由一个 N 乙酰葡萄糖胺通过 1 4 糖苷键与另一个 N 乙酰胞壁酸相连 后者为原核生物所特有的己 糖 b 四肽尾或四肽侧链 由 4 个氨基酸分子按 L 型与 D 型交替方式连接而成 c 肽桥或肽间桥 在金黄色葡萄球菌中 肽桥为甘氨酸五肽 它起着连接前后两个四肽尾分子的 桥梁 作用 磷壁酸 结合在革兰氏阳性菌细胞壁上的一种酸性多糖 主要成分为甘油磷酸或核糖醇磷酸 包括壁磷壁酸和和膜 磷壁酸 磷壁酸的生理功能 a 其磷酸分子上较多的负电荷可提高细胞周围 Mg2 的浓度 进入细胞后就可以保证细胞膜上一些需 Mg2 的合 成酶提高活性 b 贮藏磷元素 c 增强某些致病菌对宿主细胞的黏连 避免被白细胞吞噬以及抗补体的作用 d 赋予革兰氏阳性菌以特异的表面抗原 e 可作为噬菌体的特异性吸附受体 f 能调节细胞内自溶素的活力 借以防止细胞因自溶而死亡 4 青霉素的抑菌机制 青霉素抑制细菌细胞壁的合成 机理是青霉素与肽聚糖 D 丙氨酰 D 丙氨酸结构类似 青霉素竞争与转肽酶结合 形成青霉素转肽酶复合物 从而破坏细胞壁完整网状结构 青霉素只作用于革兰氏阳性菌 5 革兰氏阴性菌的细胞壁 外膜 a 外膜位于革兰氏阴性菌细胞壁外层 由脂多糖 磷脂和脂蛋白等若干种蛋白质组成 有时也称为外壁 b 脂多糖 LPS 是位于革兰氏阴性菌细胞壁最外层的一层较厚 8 10nm 的类脂多糖类物质 由类脂 A 核心多糖和 O 特异侧链 3 部分组成 其中类脂 A 是革兰氏阴性菌治病物质 内毒素的物质基础 外膜蛋白 指嵌合在 LPS 和磷脂层外膜上的蛋白质 周质空间 又称周质或壁膜间隙 在革兰氏阴性菌中 一般指其外膜与细胞膜之间的狭窄空间 呈胶状 在周质空间中 存在着多种周质蛋白 包括 水解酶类 如蛋白酶 核酸酶等 合成酶 结合蛋白 受体蛋白 6 抗酸细菌的细胞壁 抗酸细菌是一类细胞壁中含有大量分枝菌酸等蜡质的特殊革兰氏阳性菌 因为它们被酸性复红染上色后 就 不能再被盐酸乙醇脱色 故称抗酸细菌 在抗酸细菌的细胞壁中含有约 60 类脂 包括分枝菌酸和索状因子等 肽聚糖含量则很少 故它们虽然从 染色反应上属于革兰氏阳性菌 但从其类脂外壁层 相当于革兰氏阴性菌的 LPS 外膜 和肽聚糖内壁层的结 构来看 又与革兰氏阴性菌的细胞壁相似 7 古生菌的细胞壁 在古生菌中 除了热原体属没有细胞壁外 其余的都具有与真细菌类似功能的细胞壁 假肽聚糖细胞壁 甲烷杆菌属等革兰氏阳性古生菌的细胞壁是由假肽聚糖组成的 它的多糖骨架是由 N 乙酰葡萄糖胺和 N 乙酰塔罗糖胺糖醛酸交替连接而成 8 缺壁细菌 L 型细菌 专指实验室或宿主体内通过自发突变而形成的遗传稳定的细胞壁缺陷菌株 原生质体 指在人为条件下 用溶菌酶除尽原有细胞壁或用青霉素抑制新生细胞壁合成后 所得到的仅有一层细胞膜包 裹着的圆球状渗透敏感细胞 原生质体一般由革兰氏阳性菌形成 球状体 又称原声质球 指还残留着部分细胞壁 一般由革兰氏阴性菌形成 支原体 是一类在长期进化过程中形成的 适应自然生活条件的无细胞壁的原核生物 因为它的细胞膜中含有一般原 核生物所没有的甾醇 所以即使缺乏细胞壁 其细胞膜仍具有较高的机械强度 9 革兰氏染色机制 一种极其重要的鉴别染色法 不仅可以用于鉴别真细菌 也可鉴别古生菌 通过结晶紫初染和碘液媒染后 在细胞壁内形成了不溶于水的结晶紫与碘的复合物 革兰氏阳性菌由于其细胞壁较厚 肽聚糖网层次多和交联致密 故遇乙醇或丙酮作脱色处理时 因失水反而使 网孔缩小 再加上它不含类脂 故乙醇处理不会溶出缝隙 因此能把结晶紫与碘复合物牢牢留在壁内 使其仍 呈紫色 革兰氏阴性菌因其细胞壁薄 外膜层的类脂含量高 肽聚糖层薄和交联度差 在遇脱色剂后 以类脂为主的外 膜迅速溶解 薄而松散的肽聚糖网不能阻挡结晶紫和碘复合物的溶出 因此 通过乙醇脱色后细胞壁变为无色 再经过沙黄等红色染料进行复染 就使革兰氏阴性菌呈现红色 而革兰氏阳性菌仍保留紫色 10 细胞质膜 细菌的细胞质膜 生理功能为 a 选择性地控制细胞内 外的营养物质和代谢产物的运送 b 维持细胞内正常渗透压的屏障 c 合成细胞壁和糖被的各种组分 肽聚糖 磷壁酸 LPS 荚膜多糖等 的重要基地 d 膜上含有氧化磷酸化或光合磷酸化等能量代谢的酶系 是细胞的产能场所 e 是鞭毛基体的着生部位和鞭毛旋转的供能部位 f 膜上某些蛋白受体与趋化性有关 古生菌的细胞质膜 古生菌的细胞质膜比真细菌或真核生物的细胞质膜具有更明显的多样性 a 亲水头 甘油 与疏水尾 烃链 间是通过醚键而不是酯键连接的 b 组成疏水尾的长链烃是异戊二烯的重复单位 c 古生菌的细胞质膜中存在着独特的单分子层膜或单 双分子层混合膜 d 在甘油的 C3分子上 可连接多种与真细菌和真核生物细胞质膜上不同的基团 e 细胞质膜上含有多种独特脂质 11 核区 核区又称核质体 原核 拟核或原核生物核基因组 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 12 特殊的休眠构造 芽孢 某些细菌在其生长发育后期 在细胞内形成一个圆形或椭圆形 厚壁 含水量极低 抗逆性极强的休眠体 称为芽孢 由于每一营养体细胞内仅生成一个芽孢 故芽孢无繁殖功能 芽孢是整个生物界中抗逆性最强的 生命体之一 产芽孢细菌的种类 最主要的是好养性的芽孢杆菌属和厌氧性的梭菌属 球菌中只有芽孢八叠球菌属产生芽孢 芽孢的耐热机制 渗透调节皮层膨胀学说 芽孢的耐热机制在于芽孢衣对多价阳离子和水分的渗透性很差和皮层的离子强度很 高 从而使皮层产生极高的渗透压去夺取芽孢核心中的水分 其结果是造成皮层的充分膨胀 而核心部分的 细胞质却变得高度失水 因此 导致核心具有极强的耐热性 13 荚膜 荚膜的形态 荚膜是最常见的一种糖被 其含水量很高 经脱水和特殊染色后可在光学显微镜下看到 在一般的实验室中 可利用荚膜能排斥微细碳粒的特点而方便地用碳素墨水对荚膜菌进行负染色 以便在光学显微镜下清楚地观 察到它的存在 荚膜的功能 a 保护作用 其上大量极性基团可保护菌体免受干旱损伤 可防止噬菌体的吸附和裂解 一些动物致病菌的 荚膜还可以保护它们免受宿主白细胞的吞噬 b 贮藏养料 以备营养缺乏时重新利用 c 作为透性屏障或离子交换系统 可保护细菌免受重金属离子的毒害 d 表面附着作用 e 细菌间的信息识别作用 f 堆积代谢废物 14 鞭毛 生长在某些细菌体表的长丝状 波曲形的蛋白质附属物 具有运动功能 判定鞭毛的存在 a 最直接的方法是用电子显微镜 b 用特殊的鞭毛染色法使染料沉积在鞭毛上 加粗后的鞭毛也可用光学显微镜观察 c 在半固体直立柱中用穿刺法接种某一细菌 经培养后 若在穿刺线周围有呈浑浊的扩散区 说明该菌具有 运动能力 并可推测其长有鞭毛 d 根据某菌在平板培养基上的菌落外形也可推断它有无鞭毛 一般地说 如果该菌长出的菌落形状大 薄且 不规则 边缘极不圆整 说明该菌运动能力很强 栓菌 实验 a 栓菌 实验是为证明细菌鞭毛运动机制而设计的一个著名实验 b 证明方法 取一端长有单根鞭毛的细菌 如一些弧菌 使鞭毛的游离端被相应抗体牢牢 栓 在载玻片 上 然后在显微镜下观察细胞是在作打转还是伸缩运动 结果发现是在不断打转 从而确认细菌鞭毛的运 动机制是旋转式而非挥鞭式 c 思维方式的创新点 通过逆向思维 使原来无法观察到的纤细的活鞭毛旋转 转变为在显微镜下可清楚观 察到的细胞旋转 d 实验方法的创新点 采用特异抗体把单毛菌的鞭毛牢牢 栓 在载玻片上 以达到固定鞭毛的目的 15 菌毛 是一种长在细菌体表的纤细 中空 短直 数量较多的蛋白质类附属物 具有使菌体附着于物体表面的功能 着生于细胞膜上 穿过细胞壁后伸展于体表 全身或仅两端 直径 3 10nm 长度可达数微米 许多菌毛蛋 白亚基围绕中心作螺旋状排列 呈中空管状 每个细菌约有 250 300 条菌毛 淋病的病原菌 淋病奈氏球菌 长有大量菌毛 它们可把菌体牢牢黏附在患者的泌尿生殖道的上皮细胞上 尿液无法冲掉它们 待其定植 生 长后 就会引起严重的性病 16 性毛 构造和成分与菌毛相同 但比菌毛长 较粗 直径约 9 10nm 数量仅一至数十根 一般常见于革兰氏阴性 菌的雄性菌株 即供体菌 中 其功能是向雌性菌株 即受体菌 传递物质 有的性毛还是 RNA 噬菌体的特 异性吸附受体 第四章微生物的营养要求第四章微生物的营养要求 1 主要元素 碳 氢 氧 氮 磷 硫 钾 钙 镁 铁 微量元素 锌 锰 钠 氯 钼 硒 钴 铜 钨 镍 硼 主要元素和微量元素是根据生物生长时对各类化学元素需要量来分的 2 营养物质及其生理功能 营养物质分为 碳源 氮源 无机盐 生长因子 水 碳源 a 定义 碳源是在微生物生长过程中为微生物提供碳素来源的物质 b 种类 糖 有机酸 醇 脂 烃 CO2 碳酸盐 c 碳源物质通常也是能源物质 d 速效碳源和迟效碳源 例如 在以葡萄糖和半乳糖为碳源的培养基中 大肠杆菌首先利用葡萄糖 然后利 用半乳糖 前者称为大肠杆菌的速效碳源 后者称为迟效碳源 氮源 a 定义 氮源是在微生物生长过程中为微生物提供氮素来源的物质 b 种类 蛋白质及其不同程度的降解产物 胨 肽 氨基酸 铵盐 硝酸盐 分子氮 嘌呤 嘧啶 脲 胺 酰胺 氰化物 c 速效氮源和迟效氮源 土霉素产生菌利用玉米浆比利用黄豆饼粉和花生饼粉的速度快 因此玉米浆为速效 氮源 黄豆饼粉和花生饼粉为迟效氮源 前者有利于菌体生长 后者有利于代谢产物的形成 d 以 NH4 2SO4等铵盐为氮源培养微生物时 由于 NH4 被吸收 会导致培养基 pH 下降 因而将其称为生 理酸性盐 以 KNO3等硝酸盐为氮源培养微生物时 由于 NO3 被吸收 会导致培养基 pH 升高 因而将其 称为生理碱性盐 无机盐 a 生理功能 作为酶活性中心的组成部分 维持生物大分子和细胞结构的稳定性 调节并维持细胞的渗透压 平衡 控制细胞的氧化还原电位和作为某些微生物生长的能源物质 b 种类 磷酸盐 硫酸盐 氯化物 含有金属元素的化合物 c 微量元素是指那些在微生物生长过程中起重要作用而机体对这些元素的需要量极其微小的元素 通常需要 量在 10 8 10 6mol L 培养基中含量 微量元素一般参与酶的组成或使酶活化 生长因子 a 定义 指微生物生长所必需且需要量很少 但微生物自身不能合成或合成量不足以满足机体生长需要的有 机化合物 b 种类 维生素 氨基酸 嘌呤和嘧啶 水 生理功能 A 起到溶剂与运输介质的作用 营养物质的吸收与代谢产物的分泌必须以水为介质才能完成 B 参与细胞内一系列化学反应 C 维持蛋白质 核酸等生物大分子稳定的天然构象 D 是良好的热导体 因为水的比热高 能有效地吸收代谢过程中产生的热并及时地将热迅速散发至体外 从 而有效地控制细胞内温度的变化 E 维持细胞正常形态 F 通过水合作用与脱水作用控制由多亚基组成的细胞结构 如酶 微管 鞭毛及病毒颗粒的组装与解离 水活度值 指在一定的温度和压力条件下 溶液的蒸气压力与同样条件下纯水蒸汽压力之比 溶液中的溶质越多 水 活度值越小 水活度值过低时 微生物生长的迟缓期延长 比生长速率和总生长量减少 3 微生物的营养类型 光能无机自养型 光能无机自养型微生物可利用光能生长 在地球早期生态环境的演化过程中起重要作用 光能有机异养型 光能有机异养型微生物可利用光能生长 在地球早期生态环境的演化过程中起重要作用 化能无机自养型 化能无机自养型微生物广泛分布于土壤及水环境中 地球物质循环 化能有机异养型 对化能有机异养型微生物而言 有机物通常既是能源也是碳源 已知的所有致病微生物都属于此种类型 根 据化能有机异养型微生物利用的有机物性质的不同 可将它们分为腐生型和寄生型两类 某些菌株发生突变 自然突变或人工诱变 后 失去合成某种 或某些 对该菌株生长必不可少的物质 通 常是生长因子如氨基酸 维生素 的能力 必须从外界环境获取该物质才能生长繁殖 这种突变型菌株称为 营养缺陷型 相应的野生型菌株称为原养型 营养缺陷型菌株经常用来进行微生物遗传学方面的研究 4 培养基 定义 培养基是人工配制 适合微生物生长繁殖或产生代谢产物的营养基质 培养基的配制原则 A 选择适宜的营养物质 化能自养型微生物的培养基 培养基可由简单的无机物组成 光能自养型微生物的培养基 培养基可由简单的无机物组成 还需光照提供能源 异养型微生物的培养基 培养基由有机物组成 实验室中常用的培养基 细菌 牛肉膏蛋白胨培养基 放线菌 高氏一号合成培养基 酵母菌 麦芽汁培养基 霉菌 查氏合成培养基 B 营养物质浓度及配比 浓度 营养物质的浓度不能过高或是过低 配比 培养基中各营养物质之间的浓度配比直接影响微生物的生长繁殖和代谢产物的形成和积累 C 控制 pH 条件 细菌与放线菌 pH 7 7 5 酵母菌与霉菌 pH 4 5 6 D 控制氧化还原电位 不同类型微生物生长对氧化还原电位的要求不一样 E 原料来源的选择 在配制培养基时应尽量利用廉价易得的原料作为培养基成分 特别是在发酵工业中 F 灭菌处理 要获得微生物纯培养 必须避免杂菌污染 因此对所用器材及工作场所进行消毒与灭菌 培养基的灭菌 一般采用高压蒸汽灭菌 一般培养基用 0 1013MPa 121 3 15 30min 可达到灭菌目的 培养基灭菌注意事项 高压蒸汽灭菌后 培养基 pH 会发生改变 在培养基灭菌前后要调整 pH 5 培养基的类型及应用 按成分不同划分 A 天然培养基 天然培养基含有化学成分还不清楚或化学成分不恒定的天然有机物 也称非化学限定培养基 牛肉膏蛋白胨培养基和麦芽汁培养基就属于此类 B 合成培养基 合成培养基是由化学成分完全了解的物质配制而成的培养基 也称化学限定培养基 高氏一 号培养基和查氏培养基就属于此种类型 根据物理状态划分 A 固体培养基 在液体培养基中加入一定量凝固剂即为固体培养基 理想的凝固剂应具备的条件 不被所培养的微生物分解利用 在微生物生长的温度范围内保持固体状态 凝固点温度不能太低 否则将 不利于微生物的生长 对所培养的微生物无毒害作用 在灭菌过程中不会被破坏 透明度好 黏着力强 配制方便且价格低廉 B 半固体培养基 半固体培养基中凝固剂的含量比固体培养基少 培养基中琼脂量一般为 0 2 0 7 半固体培养基常用来 观察微生物的运动特征 分类鉴定及噬菌体效价滴定 C 液体培养基 液体培养基中未加任何凝固剂 在用液体培养基培养微生物时 通过振荡或搅拌 按用途划分 A 基础培养基 定义 基础培养基是含有一般微生物生长繁殖所需的基本营养物质的培养基 牛肉膏蛋白胨培养基是最常 用的基础培养基 用途 基础培养基也可作为一些特殊培养基的基础成分 再根据某种微生物的特殊营养需求 在基础培养 基中加入所需营养物质 B 加富培养基 定义 加富培养基也称营养培养基 即在基础培养基中加入某些特殊营养物质制成的一类营养丰富的培养 基 这些特殊营养物质包括血液 血清 酵母浸膏 动植物组织液等 用途 加富培养基一般用来培养营养要求比较苛刻的异养型微生物 还可以用来富集和分离某种微生物 加富培养基与选择培养基的区别 加富培养基是用来增加所要分离的微生物的数量 使其形成生长优势 从而分离到该种微生物 选择培养 基一般是抑制不需要的微生物的生长 使所需要的微生物增殖 从而达到分离所需微生物的目的 C 鉴别培养基 定义 鉴别培养基是用于鉴别不同类型微生物的培养基 原理 在培养基中加入某种特殊化学物质 某种微生物在培养基中生长后能产生某种代谢产物 而这种代 谢产物可以与培养基中的特殊化学物质发生特定的化学反应 产生明显的特征性变化 根据这种特 征性变化 可将该种微生物与其他微生物区分开来 D 选择培养基 定义 选择培养基是用来将某种或某类微生物从混杂的微生物群体中分离出来的的培养基 原理 根据不同种类微生物的特殊营养需求或对某种化学物质的敏感性不同 在培养基中加入相应的特殊 营养物质或化学物质 抑制不需要的微生物的生长 有利于所需微生物的生长 E 其他类型的培养基 分析培养基 还原性培养基 组织培养物培养基 F 新的突破 在培养 未培养微生物 的技术上的突破 第一 在培养基中加入非传统的生长底物促进新型微生物的生长 发现了一些新生理型微生物 第二 采用营养贫乏的培养基 其养分浓度是常规培养基的 1 第三 采用新颖的培养方法 模拟天然环境 以流动的方式提供培养液 使不同微生物间进行信息交流 实现细胞互喂 促进菌落形成 6 营养物质进入细胞 第五章微生物的代谢第五章微生物的代谢 1 异养微生物的生物氧化 异养微生物将有机物氧化 根据氧化还原反应中电子受体的不同 可将微生物细胞内发生的生物氧化反应分成 发酵和呼吸两种类型 而呼吸又可分为有氧呼吸和无氧呼吸两种方式 2 发酵 在糖酵解过程中 有 2 分子 ATP 用于糖的磷酸化 但合成出 4 分子 ATP 因此 每氧化 1 分子的葡萄糖净得 2 分子 ATP EMP 途径可为微生物的生理活动提供 ATP 和 NADH 其中间代谢产物又可为微生物的合成代谢提供碳 骨架 并在一定条件下可逆转合成多糖 HM 途径的一个循环的最终结果是 1 分子葡糖 6 磷酸转变成 1 分子甘油醛 3 磷酸 3 分子 CO2和 6 分子 NADPH ED 途径在革兰氏阴性菌中分布较广 特别是假单胞菌和固氮菌的某些菌种较多存在 ED 途径可不依赖 EMP 和 HM 途径而单独存在 但对于靠底物水平磷酸化获得 ATP 的厌氧菌而言 ED 途径不如 EMP 途径经济 该途径的特征酶是磷酸解酮酶 根据解酮酶的不同 把具有磷酸戊糖解酮酶的途径称为 PK 途径 把具有磷酸己 糖解酮酶的途径称为 HK 途径 f 酵母菌的一型 二型 三型发酵 在酵母菌的乙醇发酵中 酵母菌可将葡萄糖经 EMP 途径降解为两分子丙酮酸 然后丙酮酸脱羧生成乙醛 乙醛作为氢受体使 NAD 再生 发酵最终产物为乙醇 这种发酵类型称为酵母的一型发酵 但当环境中存在 亚硫酸氢钠时 它可与乙醛反应生成难溶的磺化羟基乙醛 由于乙醛和亚硫酸盐结合而不能作为 NADH 的 氢受体 所以不能形成乙醇 迫使磷酸二羟丙酮代替乙醛作为氢受体 生成 磷酸甘油 磷酸甘油进一 步水解脱磷酸而生成甘油 称为酵母的二型发酵 在弱碱性条件下 pH 7 6 乙醛因得不到足够的氢而积 累 两个乙醛分子间会发生歧化反应 1 分子乙醛作为氧化剂被还原为乙醇 另 1 个则作为还原剂被氧化为 乙酸 氢受体则由磷酸二羟丙酮担任 发酵最终产物为甘油 乙醇和乙酸 称为酵母的三型发酵 3 呼吸作用 4 自养微生物的生物氧化 5 能量转换 6 微生物的次级代谢与次级代谢产物 第六章微生物的生长繁殖及其控制第六章微生物的生长繁殖及其控制 1 生长曲线 缩短迟缓期的方法 A 通过遗传学方法改变菌种的遗传特性使延迟期缩短 B 利用对数生长期的细胞作为 种子 C 尽量使接种前后所使用的培养基组成不要相差太大 D 适当扩大接种量 延长稳定生长期的方法 及时补充营养物质或取走代谢产物或改善培养条件 如对好氧菌进行通气 搅拌或振荡等可以延长稳定生长 期 获得更多的菌体物质或代谢产物 代谢产物一般在稳定期收获 2 二次生长 3 生长的数学模型 对数生长期 计算比生长速率 即每单位数量的细菌或物质在单位时间 h 内增加的量 公式 lg Nt lgN0 t t0 2 303 例 t0时每毫升培养液中细胞数为 104 N0 经过 4h 后该培养液中细胞数量增加到每毫升 108 N 则此 条件该菌的比生长速率为 2 303 lg Nt lgN0 t t0 2 303 8 4 4h 2 303 h 计算代时 G 在细菌个体生长里 每个细菌分裂繁殖一代所需的时间为代时 在群体生长里 细菌数量增加 一倍所需时间称为倍增时间 公式 G 0 693 或 G t t0 3 322 lgNt lgN0 4 同步培养 5 连续培养 6 丝状真菌的生长繁殖 7 酵母菌的生长繁殖 8 环境对微生物生长的影响 9 微生物生长的测定 每毫升原液所含细菌数 每小格平均细菌数 400 104 稀释倍数 10 控制微生物的化学物质 消毒 消毒是利用某种方法杀死或灭活物质或物体中所有病原微生物的一种措施 它可以起到防止感染或传播的作 用 具有消毒作用的化学物质称为消毒剂 灭菌 灭菌是指利用某种方法杀死物体中包括芽孢在内的所有微生物的一种措施 灭菌后的物体不再有可存活的微 生物 抑制 抑制是在亚致死剂量因子作用下微生物生长停止 但在移去这种因子后生长仍可恢复的生物学现象 防腐 防腐是在某些化学物质或物理因子作用下 防止或抑制微生物生长的一种措施 它能防止食物腐败 或防止 其他物质霉变 例如 日常生活中采用干燥 低温 盐腌或糖渍等防腐方法来保存食品 具有防腐作用的化 学物质称为防腐剂 抗微生