微生物课件全.doc

绪 论一微生物的概念及种类1. 微生物 Microorganism（0.1mm） 一切形体微小、结构简单、进化地位低的、用肉眼看不见其个体形态的微小生物的总称。2. 种类 细菌、放线菌、蓝细菌、衣原体、枝原体、立克次氏体、真菌、单细胞显微藻类、原生动物、病毒。二Mic在生物六界分类系统中的地位1、动物界(Animalia)2、植物界(Viridiplantae)3、真菌界(Fungi)：霉菌、酵母菌、蕈子4、原生生物界(Protozoa)：原生动物、单细胞显微藻类5、原核生物界(Monera):细菌、放线菌、蓝细菌、衣原体、枝原体、立克次氏体6、病毒界（病毒、拟病毒、类病毒、朊病毒等）另：三原界：将细胞生物分为古细菌原界、真细菌原界、真核生物原界。1、古细菌原界a、产甲烷细菌：利用三碳以下化合物，严格厌氧。b、极端嗜盐菌：氯化钠浓度大于9%才生长，12-25%最适。c、极端嗜热菌：80度以上，火山，岩浆中。d、无细胞壁的专性嗜酸菌：PH中性时细胞自溶，1-2最适。真细菌原界放线菌、蓝细菌、衣原体、枝原体、立克次氏体及大部分细菌。真核生物原界：真菌界和原生生物界三Mic共同的特点1. 体积小，表面积大如园褐固N菌，2千万个一粒小米，大肠杆菌500个连接起来1mm。2. 吸收多、转化快500公斤牛，24小时可浓缩0.5公斤pr，同重酵母菌可合成5万公斤pr。3. 生长旺，繁殖快 大肠杆菌，20分钟一代，一昼夜272=4.71013亿个，重约4722吨4. 分布广、种类多在人体肠道内有100400种不同种类Mic，占人体粪便干重的1/3。5. 适应强，易变异 青霉素 的应用四微生物与人类的关系（一）有益的方面1. 参与自然界的物质循环分解者2. 有些Mic可直接用作肥料如根瘤菌肥：利用根瘤菌固N2作用，拌种。肥力高：肺炎克氏杆菌（Klebsiella pneumoniae）。3.生物农药（杀虫杀菌剂）：苏云金杆菌(Bacillus thuringiensis) ；农用抗菌素链霉素（灰色链霉菌）防蔬菜细菌性病害。4. 食品工业应用：醋酸菌醋，曲霉酱油，乳酸菌酸奶，酵母菌酿酒，木耳、蘑菇5. 医学方面：抗菌素、疫苗、三株口服液（双歧菌杆、酵母菌、乳酸菌）6. 能源：沼气发酵，利用甲烷细菌产生甲烷7. 畜牧业：青贮饲料（乳酸杆菌、酵母菌）。（二）有害方面1. 植物病害2. 动物病害3. 物品变质、霉烂4生物武器：炭疽杆菌引起各种炎症及败血症。五微生物研究的内容及目的内容：1. 微生物种类、形态结构及其生物学特性 2. Mic营养生长及其代谢特点 3.Mic在物质循环中的作用目的： “兴利除弊、趋利避害” 微生物学奠基人1、列文虎克（Leeuwenhoek)：1632-1723 荷兰显微镜的发明，一生制作419台，放大率50-200倍。2、路易巴斯德(Louis pasteur): 1822-1895 法国曲颈瓶(swan-necked flask)实验彻底否定了自然发生说同时证明空气中存在微生物。巴氏消毒法：62-63度处理15分,结核杆菌致死温度62度。3、罗伯特柯赫（Robert Koch) ：1843-1910 德国证实了病原菌学说柯赫法则第一章 原核微生物原核细胞的特点：1、细胞壁的主要成分肽聚糖。（真核细胞-纤维素、几丁质）2、细胞膜：由磷脂和Pr构成，内陷形成中间体。3、细胞质：无细胞器，核糖体小70S。（真核-80 S）4、细胞核：无核膜，有模糊的核区1-4条双螺旋、环形DNA，无组蛋白。（真核DNA与组蛋白结合、多条、线形、有明显核仁、核膜外突内质网）。5、其它：原核细胞较小(2um以下），没有有丝分裂，不进行有性生殖。第一节：细 菌一概念及存在表现1. 细菌：个体微小（0.55m），结构简单，以二等分裂方式繁殖,水生性较强的单细胞Mic。2. 表现：(1) 酸臭味 (2)固体上呈水珠状或酱糊状，水中为混浊、沉淀或飘浮物 (3)手感粘滑，易拉丝二形态1.球形(菌)：coccus 2.杆形(菌)：bacillus3.螺旋形(菌)：spirilla 或螺旋体 spirochaete4.特殊形态细菌：三细菌的染色1、简单染色法：涂片干燥固定燃料染色水洗干燥2、革兰氏染色： 涂片干燥固定结晶紫染色碘液媒染95酒精脱色番红复染水洗干燥紫色的为阳性G+ 红色的为阴性G-四细菌细胞基本构造（一）、细胞壁：占细胞干重10%-20%，较硬。1、功能：（1）维持细胞形态（2）保护细胞免受外力损伤（3）与鞭毛运动有关（4）阻拦大分子物质的出入（5）维持细胞正常分裂。2. 成份和构造：G+：肽聚糖（85%左右）、磷壁酸（15%左右）、多数不含类脂质 ，个别有仅占2 ，壁厚，肽聚糖结构密G-：肽聚糖（15%）、pr（65%）、类脂质（20%，主要脂多糖），分两层：外膜和薄肽聚糖层通过脂蛋白将其连接起来，壁薄，肽聚糖疏松。肽聚糖：是由双糖和短肽连结而成三维立体结构。1、双糖：N-乙酰葡萄糖胺（NAG）与N-乙酰胞壁酸（NAM）通过B-1、4糖苷键相连。2、短肽：由不同种类氨基酸连接而成阳性：金色葡萄球菌 L-丙氨酸（Ala）D-谷氨酸(Glu)L-赖氨酸(Lys)D-丙氨酸(Ala)。阴性：大肠杆菌 L-丙氨酸(Ala)D-谷氨酸(Glu) 二氨基庚二酸(DAP)D-丙氨酸(Ala)。原生质体：人为酸消化处理肽聚糖后，阳性细菌细胞壁完全消失，只有细胞膜包围原生质。原生质球：人为酸消化处理肽聚糖后，阴性细菌细胞壁肽聚糖层消失，有细胞膜和细胞壁外膜共同包围原生质。缺壁细胞L型细菌：实验室条件下自发突变而形成的遗传性稳定无细胞壁的菌株，由英国李斯德发现。支原体：自然界长期进化过程中形成缺壁细菌。原生质体：阳性细菌原生质球：阴性细菌（二）细胞膜：双层磷脂（20-30%）和pr（60-70%）及少量糖类。在电镜下观察，厚78nm。功能：1. 控制cell内外物质的运输（吸收营养）。2.内折形成中间体，参与细胞代谢。3.是鞭毛着生处，与细菌运动有关4.是DNA附着位点，与细胞分裂有关。在电镜下观察可见一个或数个较大的不规则的由细胞质膜内陷而成的层状、管状或囊状物，称为中间体，在革兰氏阳性菌中尤为明显。（三）细胞质（cytoplasm）无机物：无机盐、水。有机物：糖、pr、氨基酸、类脂。占干重99%,大肠杆菌细 胞内有5000多种不同的有机分子。无细胞器，有核糖体70S。内含物：淀粉粒：碘染呈蓝色肝糖粒：碘染红褐色聚羟基丁酸：苏丹黑染黑色，用于手术针及线异染粒：美兰染成红色，多聚磷酸盐磁细菌能合成磁铁晶体，紫色硫细菌可形成硫滴。质粒（plosmid）：分散在细菌细胞质中游离于染色体外能独立进行复制的小型环状DNA分子。分子量为核基因的1/100；非必要遗传物质，决定菌体的次要性状；具有重组性和转移性。基因工程：人为将目的基因DNA提取出来，用适当的工具酶进行切割后，把它与作为载体的DNA(质粒、病毒）连接起来，然后倒入某一更易生长繁殖的受体细胞（微生物、植物、动物）中，以让外源目的基因在其中进行正常的复制和表达，从而获得新的物种。最有代表性的几种细菌质粒1、诱癌质粒即Ti质粒: (tumor inducing plasmid)根癌脓杆菌：Agrobaterium tumefaciens质粒基因-细胞分裂素毒素质粒苏云金杆菌（青虫菌）：Bacillus thuringiensis 质粒基因-伴胞晶体蛋白：在微碱环境中变为毒性蛋白。大肠杆菌：Escherichia coliCol 因子（colicinogenic factor) 即产生大肠杆菌毒素因子，杀死其它原核微生物。巨大质粒固氮质粒根瘤菌属Rhizobium 细菌中发现，其质粒分子量比一般质粒大几十至几百倍。降解性质粒 假单胞菌属Pseudomonas质粒基因决定特殊酶的合成。樟脑质粒、辛烷质粒、二甲苯质粒、奈质粒、烃质粒等。R质粒（resistance）即抗药性质粒沙门氏菌属Salmonella芽孢杆菌属 Bacillus葡萄球菌属 Staphylococcus（四）原核（nucloia）无核膜，絮状核区有一到四条双螺旋状DNA链，不含组蛋白，是遗传物质，决定主五细菌细胞的特殊构1. 鞭毛：（flagellum）着生于细胞膜上，穿过细胞壁伸出体外的弯曲，波状细管状物，长度1570m，直径1225nm，是细菌的运动器官，易脱落，主要成份是pr。分三部分：基体、钩形鞘和螺旋丝。（1）单生鞭毛：霍乱弧菌。（2）丛生鞭毛：红色螺菌。（3）周生鞭毛：大肠杆菌，枯草杆菌。2. 菌毛（Pilus）：多，细、短、硬，主要成份pr。功能：粘附作用。3. 芽胞（endospore）:某些细菌发育到后期，由于条件不适宜，细胞内原生质浓缩而形成圆形或椭圆形的抗逆性的休眠孢子。功能：抗逆吡啶二羧酸钙特点：折光性强，抗逆性强如肉毒梭菌营养体100度10分钟杀死，芽胞100度需510小时。该菌可产生外毒素，毒性是氰化钾1万倍，对人致死量10-9 mg/kg体重，进入血液麻痹中枢神经，导致死亡 。枯草杆菌干燥条件下存活200300年。 炭疽芽孢杆菌4. 荚膜：（capsule）是菌体分泌的包在菌体外面的具有一定形状和厚度的胶状物；成份：90以上水分，少量多糖，果胶，多肽、pr；菌胶团：许多菌体被一个共同的荚膜所包围，圆褐固氮菌功能 ：（1）保护菌体免受干旱，利用其中水份进行代谢。（2）是体外营养贮存库，代谢物堆积处。（3）粘附于其它物体表面，唾液链球菌龋齿。（4）与致病性有关，如肺炎球菌，产荚膜致病；（5）工业：提取黄杆胶-黄单胞菌，润滑剂。（6）医学：提取葡聚糖作为代血浆-明串珠菌 。六细菌的繁殖1. 方式：裂殖2. 菌落（colony）：一个或几个同种的Mic按种于平板固体培养基表面或内部，经生长繁殖形成肉眼可见的以母细胞为中心的具一定形状、结构的子细胞群体。 3.菌落特征：（1）较小 （2）粘稠湿润 （3）透明或半透明 （4）易挑取（5） 颜色、质地均一。七细菌的分类1. 命名：瑞典林奈1753年提出的双命名法，如枯草芽胞杆菌：Bacillus subtilis Cohn；如有亚种种名后加subsp(亚种名)或var（变种名）三名法，如莹光假单胞菌纤维素亚种：Pseuolononas fluorescens subsp. cellulosae.2. 分类依据（经典常规法）（1）个体形态结构及其染色反应：（2）群体形态菌落特征，颜色、质地、大小、隆起等。（3）生理生化反应：C源、N源、及体内一系列酶的测试（4）细菌的生态条件：T、pH、O2、耐盐性等。第二节 放线菌（Actinomycetes）一、放线菌的一般属性放线菌：单细胞的菌体呈分枝丝状主要以孢子繁殖陆生性强的原核Mic。特点:（1）菌体分枝丝状，菌丝无隔，宽度同细菌。（2）菌体内含多核，核不断复制，但细胞不分裂。（3）G+，多数不动, 仅游动放线菌属产生游动孢子具鞭毛。（4）繁殖方式：a孢子繁殖1.气生菌丝孢子丝断裂成分生孢子，如链霉菌属（streptomyces）。2.基内菌丝孢子梗顶生球形小孢子，如小单胞菌属，无气生菌丝。 孢囊梗顶生孢囊破裂产生游动孢子，如游动放线菌属，气生菌丝不发达。b菌丝断裂繁殖，如诺卡氏菌属（Nocaridia ），无气生菌丝或不发达。二、代表类群：1、链霉菌属:Streptomyces 在固体培养基上生长时，形成发达的基内菌丝和气生菌丝，气生菌丝长到一定时候分化成孢子丝，孢子丝断裂产生孢子。孢子丝有直的、波曲状、钩状、螺旋状，孢子的形态有球形、椭圆形、杆状，在孢子的表面还有各种纹饰。占土壤放线菌70-90%，600多种可产生抗生素。（红、四、链）2、小单孢菌属（Micromonospora）小单孢菌属在固体培养基上生长时，不形成气生菌丝，只形成基内菌丝，基内菌丝上长出许多小分枝，分枝的顶端着生一个孢子。土壤中含量1-15%。庆大霉素3、诺卡氏菌属（ Nocardia ） 在固体培养基上生长时，只有基内菌丝，是比较低等的放线菌，靠菌丝断裂繁殖。能产生多种抗生素，如对结核分枝杆菌有特效的利福霉素。该属的菌在石油脱蜡、含氰废水处理方面有实用价值，它能以氰氢酸为碳源分解氰（CN-），因此，在环保方面是很重要的一类菌。土壤含量10-30%。4、弗兰克氏菌属（Friankia）弗兰克氏菌属可与170多种非豆科植物共生结瘤，固定大气中的分子态氮。三放线菌菌落特征1. 大小同细菌，未形成孢子前菌落湿润光滑透明，后期干燥呈粉末状不透明。2. 表面颜色与基内不同3 难挑取，菌丝缠紧密。第三节 蓝细菌（Cyanobocteria）蓝细菌是一类含有叶绿素A，具有放氧光合作用的单细胞原核Mic；与细菌区别：（1）含叶绿素a，能进行光合作用，有类囊体，无叶绿体。（2）含藻胆pr三种色素：藻蓝素、异藻蓝素和藻红素。（3）个体比细菌大（直径310微米），球形，柱状或椭圆形，细胞壁外常有分泌的胶状物，多个菌体粘成大的胶团（4）G- ，不能运动，可借助菌体的变化进行 “滑行”。（5）丝状蓝细菌中，有些细胞变大、壁加厚，色浅异形胞。异形胞不含色素，不能进行光合作用，但含固氮酶，具固氮作用。地皮菜（地木耳）、地衣。赤潮 ： 有些蓝细菌是赤潮和水华的元凶。在富营养水域中（N、P元素过量），生活在水表的蓝细菌会很快繁殖形成水华，死亡的微生物水华释放大量有机物，从而刺激了化能异养型细菌的生长，导致耗尽水中可利用的氧造成水中生活的鱼和其它生物死亡，给渔业和养殖业造成严重危害。螺旋藻就是螺旋蓝细菌，它的蛋白质含量高达5060，脂肪含量67，还含有矿物质。其它原核Mic：一支原体（mycoplasmas）从患肺炎牛体中分离获得，无cell wall 的原核Mic，个体比细菌小，直径在0.150.25m， 可通过细菌滤器，是自然界能独立生活的最小的细胞生物，多数分布在土壤中，有些寄生在动、植物体内引起动、植物病害（如甜菜苍痂病）。二衣原体(Chlamydia)：沙眼结膜中分离获得，比细菌小，可形成包含体。真核细胞内专性寄生。三立克次体(Rickettsia)：1909年美国医生从患斑疹伤寒病人体分离获得，1910年死于该病，寄生在真核细胞内 。较大0.3-2um,球形或丝状。三种均是G-。第二章 真核Mic真菌：真菌界，不含光合色素,不能进行合作用。单细胞显微藻类： 原生生物界, 能进行光合作用。原生动物：原生生物界 ,无细胞壁。 第一节 真菌的一般形态真菌能进行有丝分裂，细胞内含有线粒体、内质网等细胞器，但不含叶绿体（素），靠寄生或腐生方式进行生活、主要以各种无性或有性孢子进行繁殖单细胞或简单多细胞。真菌：霉菌、酵母菌、蕈子(习惯叫法)真菌界-真菌门-五个亚门鞭毛菌亚门-绵霉接合菌亚门-根霉子囊菌亚门-脉胞霉、啤酒酵母菌担子菌亚门-蘑菇、木耳、红冬胞酵母半知菌亚门-青霉、曲霉、头胞霉、热带假丝酵母。一真菌营养体形态1.菌丝体：菌丝宽度3-10um2.单细胞-啤酒酵母。3.假菌丝体：假丝酵母。二、菌丝体产生的特殊形态1. 吸器2. 假根3. 菌核4. 子实体三、真菌的繁殖1、无性繁殖及无性孢子A：游动孢子 B：孢囊孢子 C：分生孢子D：芽孢子 E：厚垣孢子 F：节孢子2、有性繁殖及有性孢子A-B：卵孢子 C：接合孢子 D：子囊孢子 E：担孢子 同宗结合：同一菌丝体上分化出两个性细胞或由两条来源相同的菌丝体上分化出两个性细胞结合产生有性孢子的过程。（玉米自交）异宗结合：来源不同的（遗传物质不同，）但具有亲和力两条菌丝产生的性细胞结合形成有性孢子的过程。黑根霉接合孢子（玉米杂交）有性结合的过程：质配 核配 减数分裂卵孢子2N、接合孢子2N、子囊孢子N、担孢子N四真菌菌落特征1、霉菌：（1）菌落大，扩展性强，棉絮状（镰刀霉），蛛网状（根霉），绒毛状（青霉）或毡状，干燥，不透明，颜色多变。（2）本身结构蔬松，但与基质结合紧密，难挑取。2、酵母菌：（1）似细菌和放线菌菌落初期，如湿润光滑、易挑取、颜色质地均匀、半透明。（2）较细菌菌落大，较厚、隆起、腊质状。第二节 鞭毛菌亚门特征：1.营养体主要为无隔菌丝体.2.无性时期主要产生游动孢子3.有性时期产生卵孢子4.多数水生，少数腐生或寄生、有些是植物病原菌如稻腐绵霉水稻绵霉病。代表：德巴利腐霉第三节 接合菌亚门特征：1.营养体主要为无隔菌丝体2.无性时期主要产生孢囊孢子(分生孢子或节孢子）3. 有性孢子产生接合孢子4、低等腐生于土壤、植物残体及各种食品上，多数可产生pr酶和淀粉酶， 代表：黑根霉、高第四节 子囊菌亚门特征：1.营养体为有隔菌丝或单细胞。有隔菌丝可形成子囊 果。2.无性时期主要产生分生孢子或芽孢子。3.有性时期产生子囊孢子。4.分布于土壤、木材、动植物残体，以及水果、蔬菜上。代表：脉孢霉 、 赤霉、冬虫夏草 啤酒酵母子囊果形态A：子囊裸露 B：完全封闭闭囊壳 C：半封闭子囊壳 D：开口盘形子囊盘酵母菌YEAST一、细胞的形态构造 1.细胞壁；2.细胞膜；3.细胞核；4.其他二、酵母菌的繁殖方式和生活史（一）.无性繁殖1.芽殖 酵母菌无性繁殖方式主要是芽殖，芽殖是在成熟的酵母细胞上长出一个小芽，芽细胞长到一定程度，脱离母细胞继续生长。如母细胞在各个方向出芽，则为多边芽殖。2.裂殖 少数种类酵母菌似细菌。借横裂而繁殖，叫裂殖。八孢裂殖酵母（二）.有性繁殖酵母菌以形成子囊孢子方式进行有性繁殖。酵母菌发育到一定阶段，性别不同的细胞结合起来，细胞质通过形成的管道融合，两个单倍体核融合而形成二倍体核。（二倍体接合子可以形成二倍体营养细胞生长繁殖无性繁殖）。在适宜条件下，二倍体细胞的核可进行减数分裂而形成子囊孢子，一般形成4个子囊孢子。（三）. 酵母菌生活史的三种类型酵母菌生活史1单倍体型：单倍体时间长，二倍体时间短代表：八孢裂殖酵母酵母菌生活史2双倍体型：二倍体时间长，单倍体时间短代表：路德氏酵母酵母菌生活史3单双倍体型：单倍体营养细胞和双倍体营养细胞均可芽殖代表：啤酒酵母第五节 担子菌亚门特征：1.营养体主要为有隔菌丝体，能形成大型子实体。初生菌丝：由担孢子萌发而来初期为多核无隔，后期为有隔单核的菌丝.次生菌丝：由两个性别不同的初生菌丝结合后形成的具有双核的菌丝，在其生活史中占大部分时间,可形成子实体双核菌丝通过锁状联合进行生长。2. 无性时期不发达，有少数可形成粉孢子、厚垣孢子。3. 有性时期产生担孢子。4. 植物病原菌（锈病、黑粉病）、食用菌代表：蘑菇、木耳第六节 半知菌亚门特征：1.霉菌营养体多为有隔菌丝体，酵母菌可形成假菌丝。2. 无性时期主要产生分生孢子、芽孢子和后垣孢子。3. 未发现或没有有性时期4.土壤中分布最多，能降解多种有机质，对肥力形成很有好处；许多是动、植物病原物。白假丝酵母引起鹅口疮。代表：黑曲霉、青霉、头孢霉第三章非细胞型生物(nm级) 第一节、病毒的一般属性什么是病毒? 病毒是超显微的（10-300nm）、活细胞内专性寄生，离开寄主细胞后以大分子形式存在的非细胞生物。多数在寄主细胞内形成包含体。 包含体：包有病毒粒子的蛋白晶体。包含体不溶有机溶剂如酒精、乙醚、丙酮，可溶于氢氧化钠和氨水中，对光和热敏感。NPV：Nuclear Polyhedrosis VirusCPV：Cytoplasmic Polyhedrosis VirusGV ：Granulosis Virus一、病毒的大小及形态病毒的大小相差较大,直径在10-300nm之间 病毒的形态:多为球形多面体、杆形、及蝌蚪状等。其它:砖形（痘病毒）、子弹形（狂犬病毒）、冠状二、 病毒的化学成分及结构*1.成分核酸：一种病毒只含一种核酸 ;核酸有单链和双链之分;不同病毒的核酸含量差别较大。狂犬病毒4%，大肠杆菌T4 60% 蛋白质：构成病毒粒子外壳，保护核酸；决定病毒感染的特异性、亲和力。小地老虎CPV病毒不侵染黄地老虎。其他：包膜。成分脂类和多糖。如爱滋病毒、狂犬病毒、痘病毒（天花）、乙肝病毒、SARS。2.结构病毒粒子 1.衣壳粒-衣壳2.核 酸-核心3.囊 膜4.刺 突三、三类典型形态的病毒1、二十面体病毒衣壳粒沿着3根相互垂直的轴形成对称体，具有20个面，每个面是一个三角形。腺病毒、脊髓灰质炎病毒。2、螺旋对称病毒衣壳粒和核酸呈螺旋对称形排列，蛋白质衣壳由衣壳粒一个紧挨一个地螺旋排列而成，病毒RNA位于衣壳内侧螺旋状沟中。例如烟草花叶病毒粒子3、复合对称病毒具有20面体对称的头部和螺旋对称的尾部。如大肠杆菌偶数噬菌体 第二节 原核生物病毒噬菌体噬菌体:侵染细菌、放线菌等原核生物细胞的病毒。T偶数噬菌体形态头部：颈部：尾部：尾鞘、尾丝、尾板、尾钉一、毒性噬菌体：侵染寄主细胞后能在其中增殖并在短时间内裂解寄主细胞的噬菌体。毒性噬菌体的增殖过程（1）吸附：不同的噬菌体在不同位点吸附。（2）侵入：将核酸注入寄主细胞内。（3）生物合成：核酸与蛋白质及抑制寄主细胞代谢过程的酶类和病毒释放时所需的蛋白质合成。（4）装配：（5）释放成熟的病毒粒子：寄主裂解敏感细菌（胞）：易被毒性噬菌体侵染的细胞。噬菌斑：将敏感细菌和它的毒性噬菌体按一定比例（10/1）接种在固体平板培养基上 ，经培养，由于噬菌体裂解寄主细胞而产生透明的空斑。一个直径1mm的噬菌斑中噬菌体的数目可达到105 个。二、温和噬菌体：侵入寄主细胞后，其核酸与寄主细胞同步复制，不导致寄主细胞的裂解。如入噬菌体，其核酸附加到大肠杆菌的染色体的特定位点上（gal-bio基因之间），与大肠杆菌的染色体同步复制 。P1噬菌体可独立存在于寄主细胞或在其核酸不同位点附加溶源细胞：含有温和噬菌体的寄主细胞。（溶源细胞有时会自发裂解或诱发裂解）溶原细胞的免疫性：溶原细胞（如含有入噬菌体）对于已感染的噬菌体的毒性突变株（入）都具有抑制能力。原噬菌体：溶源细胞内含有的噬菌体的核酸。第三节： 植物病毒 特点：1. 多数是单链RNA病毒，以杆形为主。2. 专化性不强，如TMV可侵染百余种不同植物。3. 病毒感染植物主要通过刺吸式口器昆虫如蚜虫，其次通过伤口、嫁接途径。4. 植物感病后，表现为花叶（黄化、红化），植株矮化、畸形、坏死等，一种植物可同时被多种病毒侵染，表现不同症状，如马铃薯X病毒引起花叶，Y病毒引起枯斑，同时感染引起皱缩花叶病。5. 在植物细胞内形成多角形或颗粒状的包含体。第四节：昆虫病毒1. 有单RNA和双链DNA，多为球形或杆形。2. 专化性较强，小地老虎CPV不能侵染黄地老虎。3. 多数在昆虫体内形成包含体，我国报道昆虫病毒290多种，有210种属于NPV。4.感染途径通过口器、伤口或气孔。包含体肠道酶作用释放病毒粒血液循环全身各cell内虫体代谢失调而死亡。病毒的分类：据其核酸种类和包膜的有无分为7大类，70多科3600多种。1.双链DNA,有包膜2.双链DNA, 无包膜3.单链DNA,无包膜4.双链RNA,有包膜5.双链RNA,无包膜6.单链RNA,有包膜7.单链RNA,无包膜第五节、亚病毒一、类病毒：闭环RNA，无蛋白质外壳，可单独侵染。马铃薯纺锤形块茎病毒。是寄生于高等生物细胞中一类最小的病原体。二、拟病毒：包裹在真病毒衣壳内的环形的RNA分子，不能单独侵染，必须和真病毒的RNA结合在一起才具有侵染和复制能力。也叫类类病毒.其寄主是一种RNA病毒. 三、朊病毒：是一种能侵染动物的小分子的疏水蛋白颗粒，无核酸，在电镜下呈杆状颗粒，丛状排列。疯牛病，损害中枢神经系统。其致病机理不清楚第四章 微生物生理第一节 微生物营养微生物必需的六种营养要素：1、水分： 营养体80左右、孢子402、C源：细胞物质的骨架单位并提供能量 。无机物：CO2 、 HCO3-、CO32-有机物： 糖类（单糖、双糖、多糖）、 醇类、 有机酸、 脂类、烃类、 酚类、蜡质、石油、二甲苯、氰化物3、N源：pr 、核酸、酶组成成份。分子态氮： N2 无机态氮 ：NH4+ NO3-有机态氮 ：蛋白质 在酶的作用下分解 氨基 酸 尿素 在细菌分泌的脲酶 NH4+ 嘌呤碱、 嘧啶碱 4、矿质元素：大量元素：P、S、K、Na、Ca、Mg、Fe，浓度10-3-10-4 mol/L ；微量元素：Cu、Zn、Mn、Mo、Co等，需浓度10-6-10-8 mol/L 。5、生长因子：Mic进行正常生命代谢活动所必不可少的、微量有机化合物。如维生素、碱基、A等 。生长因了自给型微生物：生长因子缺陷型微生物:根瘤菌-VB7 。生长因了过量合成微生物：如阿舒假囊酵母-VB2。 VB1硫胺素 VB2核黄素 VB3泛酸 VB5烟酸或烟酰胺 VB6比多胺或比多醇 VB11叶酸 VB12钴胺素6、能源物质：化学物质（有机物和还原态的无机物） 第二节 培养基（culture medium）一概念：人工合成的适合微生物生长繁殖和积累代谢产物营养基质。二种类1. 按成份来源分:（1）天然（2）合成（3）半合成2. 按物理性状分:（1）液体（2）固体：加入1.52琼脂（3）半固体：加入0.5-1的琼脂。3. 按用途分：（1）基础 （2）加富： 根瘤菌培养基加VB7（3）选择：如阿须贝无N培养基，分离固N菌；（4）鉴别：如伊红美兰培养基，大肠杆菌呈绿色，而产气肠杆菌为灰棕色，其它为乳白色。三培养基的配制1. 培养基配制原则：（1）据不同Mic配不同的培养基（培养基材料的选择）（2）注意各种成份比例适宜，C/N真菌高、细菌低。（3）缓冲剂：K2HPO4，KH2PO4等，（4）尽量选用价廉、易获得的原料。2. 配制过程原料称量（换算）熔化和溶解调pH（过滤）分装加塞包扎灭菌试管摆斜面注意：（1）分装时，试管1/5; 三角瓶2/3，（2）棉塞：3/5在口内，2/5在口外，（3）斜面1/2四、 灭菌技术1. 干热灭菌：利用电烘箱加热热空气进行灭菌灭菌温度：160180，时间：2小时。适用范围：玻璃器皿； 金属用具； 土壤消毒2. 湿热灭菌：利用密封高压灭菌锅内水蒸汽温度：121.5，压力0.108Mpa，恒温30分钟。适用范围：培养基、水、棉花、纱布、橡胶。另：酒精灯火焰灭菌 用于接种针、接种环等超高温蒸汽灭菌：130150， 26 秒。适于不耐热材料， 如牛奶。常用UHT表示，UHT不会破坏食品的营养和风味。第三节 微生物营养类型1. 以能源分为：化能营养型、光能营养型2. 以C源分为：自养型、异养型3. 以供H体分为：无机营养型、有机营养型4. 以取得死或活有机物分：腐生、寄生Mic学中主要以能源和C源及供H体为划分标准。一化能异养型：利用有机物作为C源和能源，供H体为有机物，包括所有真菌、放线菌、原生动物和大部分细菌.二化能自养型：以CO2或CO32-作为其唯一C源，以还原态的无机物作为能源和供H体。少数细菌，如硝化细菌、铁细菌。2NH3+3O2 硝化细菌 2HNO3+4H+能量CO2+4H + +能量（CH2O）+H2O2FeCO3+3H2O+1/2O2 铁细菌 2Fe(OH)2+2CO2+能量CO2+H2O+能量CH2O+O2三光能异养型：能源光能，C源是CO2或有机物，供H体是有机物，少数细菌如红螺细菌。 (CH3)2CHOH + CO2 光、厌氧 CH3COCH3 +（CH2O）+H2O 异丙醇 红螺细菌四光能自养型：光能为能源、CO2为唯一C源，以无机物为供H体，包括蓝细菌、藻类和一些光合细菌。 产氧光合作用CO2+H20兰细菌CH20+O2 不产氧光合作用 菌绿素C02+2H2S绿细菌CH20+2S+H20 第四节 微生物吸收营养的方式一、单纯扩散(被动运输)由高浓度向低浓度扩散，不耗能，无载体参与。主要吸收CO2、O2、H2O、小分子A等二、促进扩散由高浓度向低浓度扩散,借助膜上特异载体蛋白通过其构象的改变运送溶质，不耗能，运送SO42- 、PO42-等矿质元素及A 、维生素。 三、主动运输需特异性载体蛋白参与，消耗能量；可逆浓度梯度运送。运送各种无机离子、有机离子和一些糖类，是微生物吸收营养的主要机制。四、基团移位-微生物特有既需特异性载体蛋白又要耗能，而且溶质在运送前后会发生分子结构改变。主要运送葡萄糖、果糖、甘露糖、核苷酸、丁酸和腺嘌呤等。1. PEP+Hpr丙酮酸+ P-Hpr 2. P-Hpr+葡萄糖P-葡萄糖+Hpr（1）胞外酶：可分散到环境中，如淀粉水解酶。（2）质外酶：位于细胞壁和膜之间，如磷酸葡萄糖水解酶（3）表面酶：位于细胞壁表面的不能扩散到环境中，如纤维素水解酶 。第五节 微生物的生长微生物生长的概念：一般都是指群体生长，用来衡量微生物生长的两个指标：1、生长量：一定时间内，细胞物质增加的重量。霉菌等丝状菌用生长量来衡量。2、生长率：一定时间内，个体增加的数量。细菌、酵母菌等单细胞微生物用生长率来衡量。典型生长曲线：把单细胞微生物接种到一定体积的培养液中，在适宜的条件下培养，微生物细胞数目不断增加，以培养时间为横坐标，以每毫升培养液中活细胞数目的对数为纵坐标，所得到的曲线。可分为四个时期：延滞期、对数期、稳定期和衰亡期。一、延迟期：细胞数不增加，但变大，酶活性增加，对环境变化敏感。如巨大芽孢杆菌T：0 3.5 5.5 hL: 3.4 9.1 19.8m二、对数期：细胞分裂最快，菌数以几何级数增加，酶系活跃，代谢旺盛。此期的菌做为种子最好。三、稳定期：新生细胞数= 死亡细胞，活菌总数不变。细胞内开始贮存糖原，形成芽孢，有些微生物在此时产生代谢物抗生素、激素、毒素等。是菌体及代谢产物的最佳收获期。四、衰亡期：活菌数目减少；代谢减弱，细胞变形，自溶。在工业生产中尽可能缩短滞留期，延长对数期，维持稳定期。 第六节 微生物的分离、纯化与计数一、微生物的分离与纯化纯培养：在实验室条件下从一个细胞或几个同种细胞繁殖得到的后代群体。 1.稀释平板分离法从土壤中分离微生物 (固氮菌)(1).选择配制适宜的培养基 （阿须贝无氮培养基）(2).将待测样品（土样）稀释一定梯度(菌悬液制备)(3).分离方法:涂抹法-取土壤菌悬液0.1ml涂在培养基平板上混菌法-取土壤菌悬液1 ml与培养基混合后倒平板A：涂沫法取土壤菌悬液0.1ml涂匀培养挑单菌落再培养再纯化获得纯培养B:混菌法取菌液1ml与培养基（4550）混匀培养单菌落挑取再培养纯培养。2.平板划线法3 稀释摇管法 ：对氧气敏感的厌氧性微生物，纯培养分离则可采用稀释摇管法。 将一系列（灭菌）盛琼脂培养基的试管加热使琼脂熔化后，冷却并保持在50左右，用这些试管进行梯度稀释待分离材料，试管均匀，冷凝，倾注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。培养后，菌落形成在琼脂柱的中间，挑取和移植单菌落。菌种保藏菌种保藏的目的是把微生物的菌株按其特性，采取相应的方法妥善保藏，使其不死亡，不污染，不衰退不变异。基本原理首先最好采用休眠体，其次还要创造一个有利于休眠的环境条件，使微生物的代谢活动降至最低程度。常使用的方法低温保藏法；隔绝空气保藏法；干燥保藏法；速冻法；冷冻干燥保藏法菌种的衰退和复壮衰退：指原有的典型性状变得不典型。对产量性状来说，菌种的负变就是衰退。复壮：狭义上是在菌种已发生衰退的情况下，通过纯种分离和测定生产性能等方法，使衰退的群体中找出少数尚未衰退的个体，以达到恢复该菌原有典型性状的一种措施；广义指在菌种的生产性能尚未衰退前就经常有意识地进行纯种分离和生产性能的测定工作，以期菌种的生产性能逐步有所提高。 菌种的衰退的防止n 控制传代次数 意即尽量避免不必要的移种和传代，并将必要的传代降低到最低限度，以减少自发突变的几率。 n 创造良好的培养条件 在实践中，有人发现如创造一个适合原种的生长条件，就可在一定程度上防止菌种衰退。 n 利用不同类型的细胞进行接种传代 n 采用有效的菌种保藏方法 菌种复壮的方法1. 纯种分离 2. 通过宿主体内生长进行复壮 3. 淘汰已衰退的个体 二、微生物的计数：只适用于单细胞1. 直接法：（1）血球计数板：特制玻片及特制盖玻片计数室：面积1mm2，深度是0.1mm,体积0.1mm3等分为400个小格。16大格25或25大格16小格，每小格的容积是1/4000mm3。利用显微镜直接计数若干个小格内微生物个数求得平均数，再换算成每ml原（液）样中或者每克样品中的微生物数量。（2）比例计数法：已知某菌液浓度，将未知浓度菌液与其按一定比例混合，利用血球计数板数出各自的数目，然后求出未知菌液中细胞浓度。2. 间接法: 平板菌落计数法比如测土壤细菌数。（1）土样稀释成一定浓度梯度的菌悬液10-1，10-2, 10-3, 10-4, 10-5, （2）涂抹法或混菌法接菌。（3）经培养后计数，选菌落数在30300之间。三微生物计量：1. 直接法：（1）测体积：用带有刻度的离心管离心后，测其体积。（2）称干重：用离心法或过滤法将培养物分离出来，105或100烘干，或在80或40真空干燥，称干重。一般干重为湿重的1020。2. 间接法（1）比浊法：利用分光光度计（2）生理指标法：测含N量、含C量、DNA、RNA量以及产气量来计算其生长量。如：细菌含N量为其干重12.5，酵母菌含N量为其干重7.5，霉菌为其干重6。四微生物大小测量利用显微镜和测微尺直接测得： 目镜测微尺：5mm50等份，0.1mm/格 镜台测微尺：校正目微尺，1mm100格，每格0.01mm=10um目镜测微尺每格长度=(镜台测微尺格数10)/目镜测微尺格数第七节 环境条件对Mic生长发育的影响一温度最低生长温度Td：TTg，导致死亡。致死温度：10分钟内全部杀死某种微生物的最低温度。多数细菌,酵母菌、霉菌的营养细胞和病毒，在50一60经10分钟可致死，但如嗜热脂肪芽孢杆菌120经12分钟才能死亡。按微生物生长发育要求的温度范围不同分为：高温性：30 -4560-75，堆肥、沼气池。中温性：5-2540-50低温性：0-1015-20，冰川雪地，深海。 最适温度对其生长发育而言，对其积累某种代谢产物不一定是最适温度，例如：产黄青霉菌体最适生长温度30，最适发酵温度25，( 5小时后)，最适积累产物20， (40小时后)在生产过程中分段控制温度，如果一直控制在30，产量少14.7。二光线、射线1. 红外线:通过温度的变化间接影响Mic生长。2. 可见光：光能型需光。化能型影响不同.如蘑菇有光抑制菌丝生长，出菇期需少量散射光。3. 紫外线：13.6390nm，具很强的表面杀菌能力，不具备穿透能力，常用于空气或物品表面消毒，250280nm波长杀菌力最强。光复活现象：经紫外线照射受损害的细胞，如果立即暴露在可见光下，有一部分可恢复正常活力。4.X、r 射线具强的穿透力，对Mic具强的杀伤力。用于食品灭菌及医学。三三. 化学药剂1. 金重属盐：HgCl2、AgNO3、Cu、Zn化合物；赛力散（主要成分是HgCl2）防小麦病害，波尔多液（硫酸铜+生石灰）防真菌病害。2. 氧化还原剂：H2O2、KMnO4、漂白粉、甲醛（福尔马林40%的甲醛）、过氧乙酸。3. 表面活性物：乙醇（70杀菌强）、苯酚（石碳酸）、煤酚皂、消毒宁、新洁尔灭。4. 强酸、强碱及有机酸：KOH、H2SO4，山梨酸（钾）、苯甲酸（钠）用于食品防腐，抑制好气性微生物。5. 其它：结晶紫；碱性复红；抗菌素：青霉素G+、v 许多化学物质能抑制或杀死微生物，区分三个概念：灭菌、消毒、防腐。 有时一种物质在某一浓度下为杀菌剂，在更低的浓度下则为防腐剂。苯甲酸用来做酱油防腐剂；尼泊尔金（即对羟基苯甲酸酯）用于墨汁的防腐；山梨酸、脱氢醋酸用作化妆品防腐；二甲基延胡索酸用作食品、饲料的防腐。（防腐剂：苯甲酸、山梨酸只对好气性微生物有抑制作用，对厌氧菌无效）。 常用的消毒剂分类如下1 有机类（作用机制使蛋白质变性，损伤细胞膜）v 酚类：石炭酸，35的苯酚溶液，家具、地面、器皿的消毒。 （煤酚皂-来苏儿） v 醇类：乙醇，7075的乙醇杀菌力最强，对细菌的芽孢无效。乙醇的脂溶性，可以溶解膜中的类脂；脱水性可使蛋白质变性。高浓度的酒精95%能使细胞表面的蛋白质变性、凝固，而使酒精不易进入细胞内，因此杀菌效果差。v 酸类：醋酸，510mL/m3熏蒸，房间消毒，二甲基延胡索酸用作食品、饲料的防腐。苯甲酸、山梨酸只对好气性微生物有抑制作用，对厌氧菌无效。 v 醛类：甲醛，3540的甲醛又叫福尔马林，浸泡消毒。2.氧化剂类（氧化蛋白质的活性基团）v 0. 1KMnO4 ,常用于水果、蔬菜的表面消毒。 v 3H2O2，0.2-0.5%过氧乙酸等用于日用品消毒。3.金属盐类（与蛋白质的巯基结合使其失活）v 升汞0.1HgCl2用于植物组织表面的消毒，v 0.11AgNO3常用于新生儿的滴眼液，v CuSO4 波尔多液（硫酸铜+生石灰）。v 常用于植物真菌病害的防治，如葡萄霜霉病。4 .卤素及其化合物（破坏细胞膜、酶、蛋白质）v 0.20.5%氯气，用于饮水、游泳池的消毒v 0.51漂白粉，用于饮水、体表消毒v 1020漂白粉，用于地面、厕所的消毒v 2碘酒，常用于皮肤消毒5 .表面活性剂（作用机制使蛋白质变性）v 日常用的肥皂v 0.050.1%新洁尔灭v 0.050.1%消毒宁6. 染料：24的结晶紫水溶液即龙胆紫，用于浅表伤口的消毒，对G菌的作用强。四其它生物对Mic的影响1. 共生关系：两种(微)生物共居在一起，互为对方创造有利条件。如根瘤、菌根、地衣 。2. 拮抗关系：当两种微生物生活在一起时，其中一种微生物的生命活动或其代谢产物抑制或者杀死另一种微生物。如5406放线菌抗生素杀死枯草杆菌、霉菌；淹酸菜：乳酸菌降低pH；3、寄生关系:一种菌寄生在另一种生物体上。噬菌体、动植物病害。五水分和湿度1. 细胞成份 ：营养体含水7085；孢子40左右2. 水是生理生化反应的介质。干制食品，干燥剂。 一般Mic适于在36个大气压的水溶液中生长，如果细胞处于高渗溶液环境，会造成Mic细胞失水，引起质壁分离，导致微生物细胞死亡。例：咸菜、果脯的制作。 空气湿度对Mic生长影响较大，空气RH70 对Mic极为有利，仓库贮藏要求控制T、RH度。以防发霉 变质。渗透压 纯水具有通过半透膜的渗透作用，当细胞膜两边溶质浓度不同时，就会产生渗透压差，水分子从溶质浓度低的一边流向溶质浓度高的一边。在微生物正常生长的情况，细胞内溶质浓度高于细胞外溶质浓度，因此，水分子可以通过细胞膜进入细胞内。如果情况相反，水就会从细胞内外，使细胞脱水。日常生活中腌菜和蜜饯就是根据渗透压的原理，造成高渗环境（1015的盐或5070糖）使微生物细胞中的水分渗出，导致其不能正常生活，从而达到保存食品的目的。六pH值最适生长：真菌 pH为56，偏酸性 细菌、藻类、原生动物 6.57.5 中性 放线菌 pH 7.58.5