微生物考试复习参考资料(上

1、第一章 绪论代表人物及其主要贡献：1、法国人路易巴斯德：微生物学的奠基人。主要论点：认为只有活的微生物才是传染病、发酵和腐败的真正原因，否定了“自生说” ，即生命只能来自生命的胚种说。其著名的实验是曲颈瓶实验，即将有机营养液放入曲颈瓶中灭菌放置不坏，打破瓶口，则变坏；建立了巴氏消毒法（6065度）；为免疫学作出了重要贡献，首次制成狂犬疫苗。2、科赫：诺贝尔将获得者建立了一系列研究微生物的方法，尤其在分离微生物纯种方面，鞭毛等一系列染色方法、显微摄影等方面利用平板分离到多种传染病的病原菌如：炭疽杆菌、结核杆菌、霍乱弧菌等1884年提出科赫法则：病原微生物存在于患病个体中，不存在于健康个体中。继二

2、人之后，出现了一系列的微生物学的分支科学，如细菌学、消毒外科、免疫学、土壤微生物学、病毒学等。使微生物学作为一门独立的学科出现。中国科学家: 汤飞凡 沙眼衣原体的发现科学家的精神与SARS带给我们的思考. 第二章 原核微生物原核生物：指一大类细胞核无核膜包裹，只存在称作核区的裸露DNA的原始单细胞生物。包括真细菌和古生菌两大类。第一节 细菌一、 细菌细胞的形态构造及功能：1、形态：形态简单，基本上只有三种类型，即：球状、杆状和螺旋状；（二） 细菌细胞的构造： 1、一般构造：（1） 细胞壁：功能：固定细胞外形；协助鞭毛运动；保护细胞免受损伤；是正常细胞的必需成分；阻碍有害物质进入细胞（大于800

3、的抗生素）；与细菌的抗原性致病性和对噬菌体的敏感性有关构造：A、 G+细菌肽聚糖的结构：（以金黄色葡萄球菌为例）其厚度约20-80nm，由40层左右网状分子组成，肽聚糖分子由大量小分子单体构成，每一个肽聚糖单体含三个组成部分：双糖单位：即由一个N-乙酰葡萄胺与一个N-乙酰胞壁酸分子通过B-1，4糖苷键连接。短肽“尾”：即由4个氨基酸按L型与D型交替的方式连接而成。肽“桥”：在金黄色葡萄球菌中，这一肽桥的氨基端与前一肽聚糖单体“尾中”的第四个氨基酸D-丙氨酸的羧基相连接，而它的羧基端又与后一肽聚糖单体肽“尾”中的第三个氨基酸碱性L-赖氨酸相连，从而使两个单体肽聚糖单体交联起来。B、G细菌细胞壁的

4、肽聚糖结构：（以Ecoli为例）其肽聚糖含量占10%以下，一般由1-2层网状分子构成，其单体与G+的基本相同，肽尾的第三个氨基酸为内消旋二氨基庚二酸（M-DAP）没有特殊的肽桥，其前后两个单体的联系仅由甲肽尾的第4个氨基酸-D-丙氨酸的羧基与乙肽尾的第三个氨基酸-M-DAP（二氨基庚二酸）的氨基相连 G细胞壁，由于肽聚糖含量小，网孔大，又由于被乙醇脱水（脂）后，网孔进一步增大，所以在脱色时，结晶紫和碘的复合物被有机溶剂所提取，故只能显示后来的沙黄番红的颜色，而G+恰相反。革兰氏染色的机理1） G+和G-的细胞壁机构不同，壁厚，肽聚糖及不含脂类；2） 结晶紫与碘染色后在膜内形成不溶于水的复合物；

5、3） G+细胞壁与乙醇或丙酮处理后，脱水，网孔缩小；4） G+不含脂类，乙醇处理后，复合物不溢出。G+和G-细胞壁区别：细胞膜的功能： 控制细胞内外物质运送、交换 维持细胞内正常渗透压 合成细胞壁组分的场所和合成荚膜 进行氧化磷酸化或光合磷酸化的产能基地 鞭毛的着生点和为其提供能量。了解细胞膜的镶嵌模型细胞质：细胞膜以内除核质体外的一切透明、胶状、颗粒状物质总称细胞质。其主要成分为：核糖体、，贮藏物、各种酶、中间代谢物、无机盐、质粒、少数细菌细胞还有伴孢晶体和气泡等。芽孢：某些细菌在其生长发育后期，可在细胞内形成一个圆形或椭圆形的抗逆性休眠体，称为-特性：具有极强的抗热、抗辐射、抗化学药物和抗

6、静水压的能力。 能产生芽孢的细菌种类并不多，主要是G+杆菌，即芽孢杆菌科的两个属（好氧性的芽孢杆菌属和厌氧性的梭菌属）研究芽孢的意义：在鉴定菌种时用芽孢的存在有利于菌种的筛选和保藏可代表灭菌的程度。伴孢晶体：少数芽孢杆菌（苏云金芽孢杆菌）在形成芽孢的同时，会在芽孢旁形成一颗菱形或双椎形的碱性蛋白质晶体（ 内毒素） 应用：转基因二、 细菌群体（菌落）的形态：菌落：分散的微生物在适宜的培养基表面或内部生长、繁殖到一定程度可以形成肉眼可见的、有一定形态的子细胞的生长群体。纯培养：微生物学中把从一个细胞或一群相同的细胞经过培养繁殖而得到的后代,称纯培养.第三章 真核微生物第一节 酵母菌无性孢子：指不经

7、过两性细胞的结合，只是营养细胞的分裂或营养细胞的菌丝的分化（切割）而形成同种新个体的过程。有性孢子：经过两个性细胞结合而产生新个体的过程。原生质体（protoplast):在人为条件下，用溶菌酶处理或在青霉素的培养基中培养而抑制新生细胞壁合成而形成的仅由一层细胞膜包裹的、圆形的，对渗透压变化敏感的细胞，一般由革兰氏阳性菌形成。第四章 微生物的营养第一节 生物的营养物质种类繁多，自然界中也有成千上万种物质可被不同微生物利用。根据营养物质的性质和作用可分为：碳源、氮源、能源、生长因子、无机盐和水。一、 碳源： 凡能提供微生物营养所需的碳元素的营养源称为碳源。碳元素是构成机体中有机物分子的骨架。约占

8、细胞干重的50%，同时碳元素也是大多数微生物的能源。二、氮源：能利用无机N的微生物种类较多，尤其是铵盐，几乎所有微生物都可利用；多数微生物也可利用有机N。（蛋白质、核酸、尿素氨基酸）在实验室和生产实践中常用的有机氮化合物有：牛肉膏、蛋白胨（peptone)、尿素、酵母膏、玉米浆(速效N源）、饼粘等）三、能源：是指能为微生物的生命活动提供最初能量来源的营养物或辐射能。由于各种异养微生物的能源就是其C源，因此微生物的能源谱就显得简单多了。化能自养微生物的能源常是一些还原态无机物，如NH+、NO2-、S、H2S、H2、Fe2-等，微生物可利用其在化学反应中释放的化学能作为能源。四、生长因子：是一类对

9、微生物正常代谢必不可少且不能用简单的碳源或氮源自行合成的有机物。它的需要量一般很少。在配制培养基时，如果配制天然培养基，可加入富含生长因子的原料（酵母膏、玉米浆、肝浸汁、 芽汁、或其它新鲜的动植物组织液。如果配制的是组合培养基，则可加入维生素溶液。五、无机盐： 无机盐主要为微生物提供除碳源、N源以外的各种重要元素，是必需和不可缺少的。大量元素：P、S、K、Mg、Ca、Na、Fe等 微量元素：Cu、Zn、Mn、Mo、Co等6、 水： 水是生命的基础物质之一，它不仅是微生物细胞的组成成分；是最好的溶剂和在细胞中进行各种生化反应的良好介质；水还可以维持细胞的膨压；维持生物大分子的稳定。微生物的分类：

10、根据营养类型：光能营养型、化能营养型C源不同：异养、自养依生长因子：营养型、营养缺陷型。第二节 微生物对营养物质的吸收方式 微生物在吸收营养物质的时候，细胞壁不起什么作用，它仅能阻止分子量过大（7600D）的物质，而营养物质的吸收过程中，细胞膜起很大作用。一般认为细胞膜以4种方式控制物质的运输。即：单纯扩散、促进扩散、主动运输和基团移位。一、 单纯扩散：（Simple Diffusion）二、促进扩散：（Facilitated Diffusion）三、主动运输：（Active Transport）四、基团移位：（Group Translocation）第三节 培养基培养基是人工配制的，适合微生

11、物生长繁殖或积累代谢产物用的营养基质。一、 选用和设计培养基的原则和方法（一） 四条原则：1、 明确目的：2、 营养协调：3、 物理化学条件适宜：（1）PH：各类微生物都有其合适的生长PH范围，如细菌PH在78，放线菌在7.58.5, 酵母菌在3.86.0, 而霉菌在4.05.8间, 对具体微生物来说,都有特定的最适PH。4、 透压和Aw（水分活度）渗透压过高或过低都不利于微生物的生长，过高造成质壁分离，过低造成细胞吸水膨胀。等渗溶液最适宜微生物的生长。微生物在长期的进化过程中，形成了一套高度适应渗透压的特性，尤其是通过体内大分子贮藏物的合成和分解方式来适应。 5、 经济节约：主要是指在生产实

12、践中使用大量培养基时应遵循的原则第五章 微生物的代谢第一节 微生物的能量代谢一、 异养微生物的生物氧化和产能生物氧化就是发生在活细胞内的一系列产能氧化反应的总称。生物氧化与非生物氧化即燃烧有着若干相同点和不同点。（一）底物脱氢：主要有四条途径：EMP、HMP、ED途径和三羧酸循环（1）EMP途径（Embdem-Meyerhof-Patnas Pathway）： EMP途径又称糖酵解途径或已糖二磷酸途径，它是经10步反应而产生2分子丙酮酸和2分子ATP的过程， EMP途径是绝大多数生物所共有的基本代谢途径。由以上途径可知，在无氧条件下整个EMP途径的产能效率是很低的，每个葡萄糖分解产生2个ATP

13、，但其中产生的多种中间代谢物不仅可为合成反应提供原材料，而且起着连接许多有关代谢途径的作用。EMP途径的意义；为细胞生命活动提供ATP和NADH。（2）HMP途径：（Hexose Monophos Phatp Patgway）： 即已糖磷酸途径，又称戊糖磷酸途径，WarburgDickens途径，或磷酸葡萄糖酸途径。 该途径是一条葡萄糖不经EMP和TCA途径而得到彻底氧化，并产生大量的能量。一般认为HMP途径不是产能途径，而是为生物合成提供大量还原力（NADPH）和中间代谢产物。HMP途径在微生物的生命活动中有重要意义：（1） 为核苷酸和核酸的生物合成提供戊糖磷酸（核酮糖-5-磷酸是合成核酸、

14、某些辅酶和组氨酸的原料）（2） 产生大量的NADPH2还原剂，它不仅为合成脂肪酸、固醇等重要细胞物质所需要，而且可以通过呼吸链产生大量能量，（但这不是代谢中的主要方式，不能把HMP途径看作是产生ATP的有效途径）这些都是EMP和TCA过程无法完成的，因此凡存在HMP途径的微生物，当它们处在有氧条件下时就不必再依赖TCA循环获得所需的NADH2。（3）EDP途径（Enter-Doudoroff Pathway） 又称2-酮脱氧-6磷酸葡萄糖酸裂解途径。（KDPG） ED途径是在研究嗜糖假单胞菌时发现的，是少数缺乏完整EMP途径的微生物所具有的一种替代途径，如在革兰氏阴性菌中分布较广，特别是假单胞

15、菌和固氮菌的某些菌株较多存在，在其它生物中还未发现。其特点是葡萄糖只经4步反应即可获得EMP途径须经10步才能获得的丙酮酸。进入三羧酸循环。（4）三羧酸循环（Tricarboxylic Acid Cycly）又称TCA循环，Krebs循环或柠檬酸循环。该循环在绝大多数异养微生物的氧化性（呼吸）代谢中起着关键性的作用。从微生物的物质代谢中可以看出TCA循环是处于枢纽的地位，工业中生产的柠檬酸、苹果酸、延胡索酸、琥珀酸和谷氨酸等，都可在这个循环中看到。1、 呼吸（Respiration）呼吸作用：微生物在降解底物的过程中，将释放出的电子交给NAD(P)+、FAD等电子载体，再经过电子传递系统传给外

16、源电子受体，从而生成水或者其他还原性产物并释放能量的过程。2、 无氧呼吸（Anaerobic RespirAtion） 无氧呼吸又称厌氧呼吸，是一类呼吸链末端的氢受体为外源无机氧化物（个别为有机氧化物）的生物氧化。（1）硝酸盐呼吸（nitrate respiration）又称反硝化作用（denitrification）。（2）硫酸盐呼吸（suifae respiration）3、 发酵（Fermentation）：发酵是指任何利用（好氧或厌氧）微生物来生产有用代谢产物的一类生产方式；而在生物氧化或能量代谢中，发酵仅是指在无氧条件下，底物脱氢后所产生的还原力H不经呼吸链传递而直接交给某一内源氧化

17、性中间产物的一类低效产能反应。发酵的类型很多，以下介绍与EMP、HMP、ED途径有关的几类发酵和Stickland反应的氨基酸发酵加以阐述：（1） 由EMP途径中丙酮酸出发的发酵：丙酮酸是EMP途径中的关键产物，从此出发，不同的微生物可进行不同的发酵： （2） 通过HMP途径的发酵-异型乳酸发酵凡葡萄糖发酵后只产生分子乳酸的发酵叫同型乳酸发酵。除产生乳酸外，还可产生乙醇，CO2等多种产物的发酵称异型乳酸发酵。 一些异型发酵乳酸的微生物，因缺乏EMP途径中的一些重要E，如醛缩酶和异构E，因此其对葡萄糖的降解，完全依赖HMP途径。不同的微生物虽然都进行异型乳酸发酵，但其途径和产物是不相同的。如同型

18、乳酸发酵通过EMP途径，产生2分子乳酸和2ATP；异型乳酸发酵通过HMP途径，有的产生1分子ATP（肠明串珠菌），有的产生2分子ATP，如短乳杆菌。（ 3）通过ED途径进行的发酵：通过ED途径的发酵就是指细菌的酒精发酵。酒精发酵有三个类型，即通过EMP途径的酵母酒精发酵、通过HMP途径（异型乳酸发酵）的细菌酒精发酵和通过ED途径的细菌酒精发酵。与乳酸发酵相类似，因为葡萄糖通过EMP与ED途径都可产生2个乙醇分子，我们也可称其为“同型酒精发酵” （homoalcholi fermentation），而通过HMP途径的酒精发酵因 1个葡萄糖分子会产生1分子乙醇和1分子乳酸，故我们也可称其为“异型酒

19、精发酵”（heteroalcoholifermentation）。现将它们的反应式分别列在下面。酵母的“同型酒精发酵”：由酿酒酵母等通过EMP途径进行。 葡萄糖十2ADP2Pi2乙醇十2CO22ATP细菌的“同型酒精发酵”：由运动发酵单胞菌等通过ED途径进行。 葡萄糖十ADPPi2乙醇十2CO2ATP细菌的“异型酒精发酵”：由Leuconostoc mesenteroides等通过HMP途径进行。 葡萄糖十ADPPi乳酸十乙醇十CO2ATP生物固氮微生物将氮还原为氨的过程称为生物固氮具有固氮作用的微生物近50个属，包括细菌、放线菌和蓝细菌。目前尚未发现真核微生物具有固氮作用。根据固氮微生物与高

20、等植物以及其他生物的关系，可以把它们分为三大类：自生固氮体系、共生固氮体系和联合固氮体系。 第三节 微生物代谢的调节 微生物细胞的代谢调节主要有两种类型，一类是酶活性调节，调节的是已有酶分子的活性，是在酶化学水平上发生的；另一类是酶合成的调节，调节的是酶分子的合成量，这是在遗传学水平上发生的。 一、酶活性调节 酶活性调节是指酶通过其分子构象或分子结构的改变来调节其催化反应的速率。这种调节方式可以使微生物细胞对环境变化作出迅速地反应。酶活性调节受多种因素影响，底物的性质和浓度、环境因子，以及其他酶的存在都有可能激活或抑制酶的活性。酶活性调节的方式主要有两种：别构调节和酶分子的修饰调节。 二、分支

21、合成途径调节不分支的生物合成途径中的第一个酶受末端产物的抑制，而在有两种或两种以上的末端产物的分支代谢途径中，调节方式较为复杂。 1同工酶同工酶（isoenzmpe）是指能催化同一种化学反应，但其酶蛋白本身的分子结构组成却有所不同的一组酶。 2协同反馈抑制在分支代谢途径中，几种末端产物同时都过量，才对途径中的第一个酶具有抑制作用。若某一末端产物单独过量则对途径中的第一个酶无抑制作用。例如，在多粘芽抱杆菌合成赖氨酸、蛋氨酸和苏氨酸的途径中，终产物苏氨酸和赖氨酸协同抑制天门冬氨酸激酶。青霉素的作用机理青霉素的抗菌作用抑制催化肽聚糖合成的最后一步反应的转肽酶（竞争性抑制）青霉素的结构类似于转肽酶底物

22、末端的二肽D-Ala的机构 第四节 微生物次级代谢与次级代谢产物 一、次级代谢与次级代谢产物 一般将微生物从外界吸收各种营养物质，通过分解代谢和合成代谢，生成维持生命活动的物质和能量的过程，称为初级代谢。次级代谢是指微生物在一定的生长时期，以初级代谢产物为前体，合成一些对微生物的生命活动无明确功能的物质的过程。 第六章 微生物的生长繁殖及其控制一、细菌的生长曲线：根据时期微生物的变化情况，可以把生长曲线分成四个时期：即：1、延滞期（Lag Phase）主要特点是：A、生长速率常数等于0 B、细胞体积增大 C、细胞内RNA含量增高 D、合成代谢活跃 E、对外界不良条件反应敏感。2、对数期（Exp

23、ronentlal phase）又称对数期（Logarithmic Phase），该期有如下特点：A、生长速率最大，B、细胞进行平衡生长，菌体内各种成分最大，C、酶系活跃，代谢旺盛。影响指数期微生物增代时间的因素有：菌种、营养成分、营养物浓度 、培养温度指数期的细胞各种因素比较平衡，适合作发酵的种子。3、稳定期：稳定期到来的主要原因是：（1）营养物质尤其是生长因子消耗将尽（2）营养物的比例失调，如C/N，（3）酸、醇、毒素或H2O2等有害代谢产物的累积，（4）PH、氧化还原势等物化条件越来越不舒适等。4、衰亡期（Decline Phase）：该期到来的原因主要是外界环境越来越不利于生长，从而使

24、细胞的分解代谢大于合成代谢，导致死亡。第一节 影响微生物生长的主要因素影响微生物生长的外界因素很多，除一些营养条件外，还有许多物理条件，其中最重要的有温度，PH、氧气等。第二节 微生物生长繁殖的控制物理杀菌-高温高温灭菌的机理是：它能使微生物的蛋白质和核酸等重要分子发生变性，高温灭菌又可分为：1、干热灭菌：火焰、烘箱（150170。C 2小时）2、湿热灭菌：（1） 常压下：巴氏消毒法（牛奶等，杀灭病原M）、煮沸消毒法（用于饮用水）、间歇灭菌法（用于不耐热的培养基）三种方法。（2） 高压下：常规加压灭菌法、连续加压灭菌法（工业上罐外连续）第7章 非细胞生物-病毒病毒是一种生物实体，其基因组能利用

25、细胞的合成在活细胞内复制，并合成能将病毒基因转移到其他细胞中的特殊颗粒的核酸分子。结构蛋白:指构成一个形态成熟的有感染性的病毒颗粒所必需的蛋白质，包括衣壳蛋白、囊膜蛋白和存在病毒颗粒中的酶等。病毒分为3大类：DNA病毒、DNA反转录与RNA反转录病毒、RNA病毒。第一节 病毒的形态及结构 病毒通常具有以下特性： 个体极其微小，一般可以通过细菌滤器。 没有细胞结构，主要成分是核酸和蛋白质。 每一种病毒只含一种核酸DNA或RNA。 无产能酶系和蛋白质合成系统。 在宿主细胞内，借助宿主细胞的功能进行增殖。 专性寄生，在离体条件下，能以无生命的化学大分子状态存在，亲可形成结晶，长期具备侵染力， 对抗生

26、素不敏感，对干扰素第三敏感。抗生素的耐药机理：1、 产生钝化酶；2、细胞通透性改变；3、靶位机构改变；4、建立代谢旁路；5、代谢酶分子发生改变。对策：1、维持高水平药物浓度；2、联合使用两种没有交叉耐药的药物；3、避免滥用药物；4、筛选新的抗生素。第二节 病毒的增殖一、 病毒的增殖过程：一般可分为五部：吸附-侵入-脱壳-生物合成-装配释放五个阶段。 2、 一般生长曲线：1、潜伏期；2、裂解期；3、平台期第三节 亚病毒亚病毒（subviruses）是一类比病毒更为简单，仅具有某种核酸不具有蛋白质，或仅具有蛋白质而不具有核酸，能够侵染动植物的微小病原体。他不具有完整的病毒结构的一类病毒称之为亚病毒，包括类病毒、卫星RNA、朊病毒。类病毒是一类能感染某些植物致病的单链闭合环状的 RNA 分子。禽流感病毒（AIV）属甲型流感病毒。流感病毒属于