微生物基本知识.doc

1微生物：个体微小、结构简单的一类低等生物。微生物是一类形体微小、单细胞或个体较为简单的多细胞，甚至无细胞结构的低等生物的总称。 简单地说是人们对肉眼看不见的细小生物的总称。小（个体微小） 简（结构简单） 低（进化地位低） 2微生物的共性：体积小，比表面积大; 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微生物的共同特点：个体微小， 结构简单 ；代谢活跃， 方式多样 ；繁殖快速， 容易变异；抗逆性强，休眠期长 ；种类繁多， 数量巨大 ；分布广泛， 分类级宽4五大特点总结：1、体积小，比表面积大：必然有：一个巨大的营养物质吸收面、代谢废物的排排泄面、环境信息的交换面。2、吸收多，转化快：这个特点为微生物的高速生长繁殖和合成大量代谢产物提供充分的物质基础，从而使微生物能在自然界和人类实践中更好地发挥其超型“活的工厂”的作用。3、生长旺，繁殖快：它使科学研究周期大为缩短、空间减少、经费降低、效率提高。如果说是有害微生物，这一特点就会给人类带来极大的损失祸害。4、适应强，易变异：有益的变异为人类创造巨大经济效益和社会效益；有害的变异是人类各项事业的大敌。5、分布广，种类多：这一特点，为人类在新世纪中进一步开发利用微生物资源提供了无限广阔的前景。5微生物与其他生物的共同点 ：遗传信息都是以DNA和RNA作为载体，遗传信息表达的规则相同 ；都是以ATP作为能量代谢的载体 ；氨基酸、核苷酸、单糖、脂肪酸的合成途径相同 ；蛋白质、脂肪、核酸和多糖的合成途径相同 ；细胞的化学组成相似 6微生物学：是研究微生物及其生命活动规律的科学微生物学的发展简史：史前时期人类对微生物的认识与利用；微生物学初创时期微生物形态认识时期 ；微生物学奠基时期微生物生理学发展时期 ；微生物学发展时期微生物生物化学发展时期 ；微生物学成熟时期微生物分子生物学发展时期7微生物生物多样性：1、形态多样性2、大小多样性3、结构多样性 原核细胞真核细胞细胞核有明显核区，无核膜、核仁有核膜，核仁细胞器无线粒体，能量代谢和许多物质代谢在质膜上进行有线粒体，能量代谢和许多合成代谢在线粒体中进行核糖体分布在细胞质中，沉降系数为70S分布在内质网膜上，沉降系数为80S8细菌：细菌是一类细胞细而短（细胞直径约0.5um，长度约0.55um）、结构简单、细胞壁坚韧、以二等分裂方式繁殖和水生性较强的原核微生物。生存环境：温暖潮湿、富含有机物的地方，都有大量细菌活动。有特殊的臭味或酸败味，发粘、发滑。弧菌（vibrio)：螺旋不满一圈，菌体呈弧形或逗号形。螺旋菌(spirillum)：螺旋满6环，螺旋状。螺旋体(spirochaeta)：旋转周数在6环以上，菌体柔软。细菌的大小：长度单位：微米 球菌直径：0.2 1.5m， 杆菌:长1 5m, 宽0.5 1m。9革兰氏染色法：涂片固定结晶紫初染碘液媒染乙醇脱色番红复染.阳性菌紫色 阴性菌红色多数染料都是中性有机盐。据着色基的不同可分为：碱性染料，酸性染料，脂溶性染料10细菌的繁殖：一般为无性繁殖，二分裂法。同形裂殖：裂殖后形成的子细胞大小相等。异形裂殖：分裂产生两个大小不等的子细胞。细菌分裂过程：菌体伸长，核质体分裂形成横隔壁子细胞分离固体培养时的群体形态： 菌落 单菌落 菌苔菌落的特征包括：1大小2颜色3透明度4表面状态5质地6边缘形态7隆起形状11细菌菌落的特征：一般都较小，菌落与培养基结合不紧密，用接种针容易挑起，多数表面较光滑、湿润、较粘稠，易挑取，质地均匀，色泽多样。细菌细胞结构：一般构造：如细胞壁、细胞膜、细胞质、核质体、核糖体等，是所有细菌都有的构造12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胞壁：细胞壁是位于菌体的外层，内侧紧贴细胞膜的一层无色透明，坚韧而有弹性的结构。 细胞壁的观察方法： 质壁分离染色 电镜观察共有组分 肽聚糖 特有组分 G 磷壁酸 G脂多糖肽聚糖：是由 N乙酰胞壁酸（NAM）和N乙酰葡糖胺（NAG）以及短肽链（主要是四肽）组成的亚单位聚合而成的大分子聚合物。磷壁酸分为两大类：磷酸甘油型磷壁酸，核糖醇型磷壁酸 壁磷壁酸:含量多，通过共价键与肽聚糖分子结合,并延伸到肽聚糖分子表面, 带有负电荷。 膜磷壁酸:与菌细胞原生质膜的脂类结合。13磷壁酸的功能：协助肽聚糖加固细胞壁；增强细胞膜的稳定性；提高膜结合酶的能力(使细胞壁形成负电荷环境,以利于 吸附镁离子,维持酶活)构成噬菌体的吸附位点;形成表面抗原决定簇的主要成分。 保证革兰氏阳性致病菌（如A族链球菌）与其寄主间的粘连 14.LPS层的主要功能：构成某些革兰氏阴性细菌致病物质内毒素的物质基础；起细菌自我保护作用，它可以阻止溶菌酶、抗生素和染料等侵入菌体，也可以阻止周质空间中的酶外漏；作为重要的抗原因子决定了革兰氏阴性菌抗原的多样性；是许多噬菌体吸附的受体。15细胞壁的功能: 1、决定了革兰氏染色的性质；2、决定细菌的基本形态；3、决定细胞的抗膨压（保护细胞免受渗透压变化的破坏）4、决定对溶菌酶的敏感性；5、决定了对青霉素的抗性；6、为鞭毛运动提供支点；7、决定细胞的抗原性；8、决定细菌的毒性16革兰氏染色原理：第一步：结晶紫使菌体着上紫色第二步：碘和结晶紫形成脂溶性大分子复合物，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。第四步：沙黄复染，增加脱色菌与背景的反差并区别于未脱色菌。G菌：细胞壁厚，肽聚糖网状分子形成一种透性障，当乙醇脱色时，肽聚糖脱水而孔障缩小，故保留结晶紫-碘复合物在细胞膜上。呈紫色。G菌：肽聚糖层薄，交联松散，乙醇脱色不能使其结构收缩，其脂含量高,乙醇将脂溶解，缝隙加大，结晶紫-碘复合物溶出细胞壁，沙黄复染后呈红色。周质空间：又称壁膜空间。指位于细胞壁与细胞膜之间的狭窄间隙，革兰氏阳性细菌与阴性细菌均有。内中含有多种蛋白质原生质体的特点：1、无细胞壁，为圆球形 2、对环境敏感：渗透压，震荡，离心，易溶菌 3、有鞭毛，而不能运动 4、不被噬菌体感染（因为失去吸附位点）细胞膜：细胞膜是紧贴细胞壁内侧包围细胞质的一层柔软，富有弹性的半透明薄膜。2. 观察分离方法：（1)质壁分离 (2)选择性染色 (3)电镜技术 (4)溶菌酶处理17细胞膜的功能:a) 控制细胞内外物质（营养物质和代谢废物）的运送、交换b)维持细胞内正常渗透压的渗透屏障作用c)合成细胞壁各种组分（LPS、肽聚糖、磷壁酸）和荚膜物质等大分子的场所；d)进行氧化磷酸化或光合磷酸化的产能基地e)参与能量代谢，在细菌中，电子传递链和ATP合成酶均位于细胞膜f)提供鞭毛的着生点并提供鞭毛运动所需能量。间体: 细胞膜内褶形成的一种管状、层状或串状物，一般位于细胞分裂的部位或附近。间体的功能： (1)参与隔膜形成 （2）与核分裂有关 （3）类似线粒体功能核质体:由大型环状双链DNA纤丝不规则地折叠或缠绕而构成的无核膜、核仁的区域质粒:细菌染色体外的共价闭合环状双链DNA分子分子量约为100 106 D.携带1100个基因, 一个菌细胞可有一至数十个质粒。19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；质粒对于细胞生存并不是必要的。细胞质功能：细胞质中含有丰富的酶系，是营养物质合成、转化、代谢的场所。核糖体: 是分散在细胞质中的颗粒状结构，由核糖体核酸和蛋白质组成。细菌的核糖体:沉降系数为：70s，由50s大亚基和 30s 小亚基构成。功能：是细胞合成蛋白质的机构。异染粒: 是普遍存在的贮藏物，大小为0.51m ，主要成分是多聚偏磷酸盐的聚合物，分子呈线状，嗜碱性强，用美兰染色时着色较深，呈紫红色，与菌体其他部位不同，故称异染粒。功能：贮存磷元素和能量，降低渗透压。 硫粒:是硫元素的贮藏体 功能：a.好氧硫细菌的能源 b.厌氧硫细菌的电子供体淀粉粒和肝糖:都是-1,4或-1,6糖苷键的葡萄糖聚合物。这些贮藏物通常较均匀地分布在细胞质内，颗粒较小。脂肪粒：脂肪粒的折光性较强，它可被脂溶性染料染色；细胞生长旺盛时，脂肪粒增多，细胞遭破坏后，脂肪粒可游离出来。气泡: 由蛋白质膜构成的充满气体的泡状物。有些细菌细胞质中含有几个或多个气泡。常见于光合细菌和水生细菌。20气泡的功能：1调节细胞比重，加大菌体的浮力,借气泡漂浮能力，以使其漂浮在合适的水层中，使无鞭毛菌在合适的环境中生长2气泡吸收空气，空气中的氧气可供代谢需要。糖被及其类型: 某些细菌细胞壁外的一层粘液性胶状物质。21根据糖被的形状和厚度的不同，将荚膜分为四类：荚膜：粘液状物质具有一定外形，相对稳定地附着在细胞壁外，厚度：0.2m。微荚膜：粘液状物质较薄，厚度：0.2m ,与细胞表面牢固结合。粘液层：粘液物质没有明显的边缘，比荚膜松散,可向周围环境中扩散,增大黏性。菌胶团:包裹在细胞群体上的胶状物质。荚膜的观察: 荧光显微镜 负染色 特殊染色22荚膜的生理功能: 1、荚膜富含水分，可保护细胞免于干燥；2、能抵御吞噬细胞的吞噬；3、为主要表面抗原（K抗原），是有些病原菌的毒力因子；4、能保护菌体免受噬菌体和其他物质（溶菌酶和补体）的侵害；5、是某些病原菌必须的粘附因子；6、贮藏养料，是细胞外碳源和能源的储备物质荚膜与菌落形态: 光滑型菌落产荚膜的细菌在固体培养基上形成的菌落表面湿润、有光泽、呈粘液状，称S-型菌落。粗糙型菌落不产荚膜的细菌形成的菌落表面干燥、粗糙、称R-型菌落。鞭毛:某些微生物表面由细胞内生出的细长、波曲的结构。纤毛:纤毛比鞭毛更短、更细，且又直又硬。数量很多，不具有运动功能，但与菌的致病性吸附等有关芽胞:某些细菌生长到一定阶段或在一定环境条件下，细胞的正常生长和分裂停止，细胞内细胞质浓缩，逐步行成一个圆形、椭圆形或圆柱形的，对不良环境有较强抵抗力的特殊结构，称为芽胞。芽胞成熟后可自行从芽胞囊中释放出来。因芽胞的形成都是在细胞内，故又称内生孢子。芽孢有多层结构，主要包括孢外壁、芽孢衣、皮层和核心芽孢的形成过程: 轴丝形成-形成前芽孢- 前芽孢隔膜形成-前芽孢发育成熟-芽孢形成- 芽孢囊裂解 23芽孢的特性: 1、对高温、干燥、辐射、化学药物有强大的抵抗力。2、含水量低、壁厚而致密，通透性差,不易着色，折光性强。3、芽胞内新陈代谢几乎停止，处于休眠状态，但保持潜在萌发力。4、一个芽孢萌发只产生一个营养状态的细胞。芽孢的本质: 即不是细菌生活周期的必经阶段，也不是细菌繁殖的一种形式，又不是对环境的消极反应，而是一种生命形式，一种独立的休眠体。放线菌: 是一类具有丝状分枝的单细胞，主要以外生孢子的形式繁殖，革兰氏阳性，与细菌同属原核微生物。放线菌菌菌落中的菌丝常从一个中心向四周辐射状呈放射状生长，并因此而得名。放线菌有特殊的土霉味。24放线菌与细菌的比较: 同为单细胞，菌丝比真菌细，其直径与细菌接近；同属原核生物。无核膜、核仁和线粒体等。核糖体70S等；胞壁含磷壁酸，二氨基庚二酸，不含几丁质，纤维素；G+;对环境的要求与细菌相近；对溶菌酶敏感；对抗生素的反应向细菌。放线菌的形态构造: 由分枝状菌丝组成。菌丝无隔膜，仍属单细胞菌丝根据形态和功能不同可分为： 基内菌丝,气生菌丝,孢子丝枝原体: 枝原体又称菌原体，是一类无细胞壁、能在体外营独立生活的最小单细胞微生物，不具细胞壁仅在细胞质表面又一种包含有3层细胞质膜。内外层为蛋白质和糖类，中层为类制和胆固醇。质膜含有甾醇，不同于其他原核微生物. 二分裂繁殖为主，也有芽殖，或球状体长出丝状体，丝状体又凝集成链球状，释放出小球状体25蓝细菌与真核藻类的最大区别在于: 蓝细菌无叶绿体，无真核。有70S核糖体，细胞壁中含有肽聚糖。对青霉素和溶菌酶十分敏感等 。细胞的特化形式： a、异形胞 b、静息孢子与革兰氏阴性细菌极其相似 ：细胞壁双 层，含肽聚糖。 类囊体(thylakoid)：细胞内进行光合作用的部位 真核微生物的形态和构造真核微生物：凡是细胞核具有核膜、能进行有丝分裂、细胞质中存在线粒体或同时存在叶绿体等细胞器的微小生物，都称为真核微生物。真菌具有细胞壁，不含叶绿素，无根茎叶的分化，以产生大量孢子进行繁殖，以寄生 或腐生方式生存的真核微生物。酵母菌是一类单细胞真菌的俗称26特征:1.个体一般以单细胞状态存在；2.多数营出芽生殖，有的裂殖；3.能发酵糖类产能；4.细胞壁常含有甘露聚糖；5.喜在含糖量较高、酸度较大的水生环境中生长。繁殖方式：根据能否进行有性繁殖，可将酵母菌分为：假酵母：只有无性繁殖过程。 真酵母： 既有无性繁殖，又有有性繁殖过程。芽殖 出芽方式：多边出芽、两端出芽、三边出芽、单边出芽。环境适宜时，可出现假菌丝芽殖过程：母细胞形成小突起，核裂，原生质分配，新膜形成，形成新细胞壁出芽痕：在母细胞的细胞壁上出芽并与子细胞分开的位点假菌丝：有的酵母菌进行芽殖后，长大的子细胞不与母细胞立即分离，并继续除芽，细胞成串排列，这种菌丝状的细胞串。真菌丝：而霉菌的菌丝为真菌丝，即相连细胞间的横隔面积与细胞直径一致，呈竹节状的细胞串，称为真菌丝。掷孢子：是掷孢酵母属等少数酵母菌产生的无性孢子，外形呈肾状。这种孢子是在卵圆形的营养细胞上生出的小梗上形成的。孢子成熟后通过一种特有的喷射机制将孢子射出。酵母细胞的细胞壁：细胞壁结构：酵母细胞壁呈“三明治”结构细胞壁：外层：甘露聚糖，内层：葡聚糖，中间层：蛋白质但有的酵母菌如酿酒酵母中含有固醇类（甾醇）、VitD的前体-麦角固醇，这在原核生物是罕见的。液泡：1)单层膜包裹的细胞器；含有机酸、盐类 水溶液和水解酶类。2)调节渗透压；与细胞质进行物质交换；储藏物质。3)为细胞成熟的标志 酵母菌培养的特征：菌落形态特征：大而厚，圆形，光滑湿润，粘性，颜色单调。常见白色、土黄色、红色。霉菌：为丝状真菌的统称。凡是在营养基质上能形成绒毛状、网状或絮状菌丝体的真菌。菌丝体：许多菌丝分枝连接，相互交织在一起所构成的形态霉菌菌丝类型：1)营养菌丝: 在固体培养基上伸入基内的菌丝. 行吸收养料之功能.2)气生菌丝:向空中生长的菌丝. 发育到一定阶段可分化成 孕育（繁殖）菌丝孢囊孢子：形成于菌丝的特化结构孢子囊内。分生孢子：由分生孢子梗顶端细胞特化而成的单个或簇生的孢子。节孢子：又称粉孢子，由菌丝断裂而成。厚垣孢子：部分菌丝细胞质浓缩、变圆，周围生出厚壁而成。卵孢子：由大小不同的配子囊结合后发育而成。小配子囊称雄器；大配子囊称藏卵器。接合孢子是由菌丝生出的结构大小相似、形态相同或略有不同两个配子囊接合后发育而成。 同宗配合：是单一的孢子囊孢子萌发后形成的菌丝，甚至同一菌丝的分枝相互接触，而形成接合孢子的过程。异宗配合：是不同菌系的菌丝相遇后，才能形成接合孢子，这两种有亲和力的菌系在形态上并无区别。子囊孢子：在子囊中形成。 子囊：两性细胞接触以后形成的囊状结构病毒（真）病毒(virus)：至少含有核酸和蛋白质两种 组分1.类病毒(viroid)：只含单独具侵染性的RNA组分2.亚病毒 拟病毒(virusoid)：只含不具单独侵染性的RNA组分3.垣病毒(prion)：只含蛋白质一种组分27定义和特点：（1）形体极其微小，必须在电子显微镜下才能观察，一般都可通过细菌滤器（2）没有细胞构造，故也称分子生物（3）其主要成分仅是核酸和蛋白质两种（3）每一种病毒只含有一种核酸，不是DNA就是RNA；（4）既无产能酶系也无蛋白质合成系统（4）在宿主细胞协助下，通过核酸的复制和核酸蛋白装配的形式进行增殖，不存在个体生长和二均等分裂等细胞繁殖方式（5）在宿主的活细胞内营专性寄生；（6）在离体条件下，以无生命的化学大分子状态存在，并可形成结晶（7）对一般抗生素不敏感，但对干扰素敏感。根据宿主可以分三类： 动物病毒，植物病毒，细菌病毒（或称噬菌体）侧定大小的单位是纳米（109)，多数病毒的直径在100nm以下；绝大多数病毒是能通过细菌滤器；须用电镜才能观察到其具体形态和大小.病毒的对称性 螺旋对称的病毒粒子二十面体对称病毒粒子复合对称的病毒粒子病毒粒子成熟的（结构完整）、具有侵染力的单个病毒，又称病毒颗粒病毒的主要成分为核酸(DNA或RNA)和蛋白质。有的病毒还含有脂质、糖类等其他组分。病毒的DNA与RNA均有单链和双链病毒蛋白质主要在构成病毒结构、病毒的侵染与增殖过程中发挥作用：1、结构功能 2、吸附3、破坏宿主细胞壁与细胞膜4、增殖病毒所含的糖类主要以糖蛋白的形式存在于包膜的表面，决定着病毒的抗原性。包涵体：感染病毒的宿主细胞内，出现在光学显微镜下可见的大小形态数量不等的小体包涵体在细胞中的形成部位：位于细胞核内如包疹病毒，位于细胞质内如狂犬病毒等，胞核内胞质都有麻疹病毒 包涵体的本质-大多数是病毒粒子组成的，少数是细胞对病毒的反应。了解研究包涵体的实践意义-病毒鉴定，临床诊断依据噬菌斑：噬菌斑是指在宿主细菌的菌苔上，噬菌体使菌体裂解而形成的空斑。空斑和病斑：用于动物病毒粒子的计数也可以采用噬菌斑法类似的技术，但是这种斑点只能称为空斑或病斑。枯斑：植物病毒在植物叶片上形成的群体称为枯斑。噬菌体：是病毒中的一种，一般把侵染细菌、放线菌的病毒叫噬菌体。（把侵