微生物学复习资料第一部分

1、第一章1微生物是所有形体微小、单细胞或结构较为简单的多细胞生物、甚至没有细胞结构的生物的通称。2 微生物学的发展:1664年，胡克（Robert Hooke）曾用原始的显微镜对生长在皮革表面及蔷薇枯叶上的霉菌进行观察。法国人巴斯德（微生物学之父）德国人柯赫（细胞学之父）3 微生物学（Micobiology）： 研究微生物生命活动规律的科学)第二章一、细菌（Bacteria）1.细菌细胞形态a球菌(Coccus) b杆菌(Bacillus) c螺旋菌(Spirlla) d其他形状的细菌2.观察细菌的方法1活体观察 压滴法 悬滴法 菌丝埋片法2染色观察(细菌染色法)死菌: 正染色: 1)简单染色法

2、 2)鉴别染色法:革兰氏染色法 抗酸性染色法 芽孢染色法 姬姆萨染色法 负染色：荚膜染色法等活菌: 用美蓝或TTC（氯化三苯基四唑）等作活菌染色3.细菌细胞的结构1 细胞壁（cell wall）通过革兰氏染色法可将所有的细菌分为革兰氏阳性（G+）和革兰氏阴性（G-）。a.细胞壁的功能A.固定细胞外形 B.协助鞭毛运动C.保护细胞免受外力的损伤D.为正常细胞分裂所必需 E.阻拦有害物质进入细胞F.与细菌的抗原性、致病性和对噬菌体的敏感性密切相关b.细胞壁化学组成 1)高等植物 纤维素 2)霉菌 几丁质 3)酵母 甘露聚糖，葡聚糖 4)细菌:肽聚糖(N乙酰葡萄糖胺, N乙酰胞壁酸, 短肽);磷壁酸

3、;脂多糖 注意: G G细胞壁成分的区别 占细胞壁干重的% 成 分 G G 肽聚糖 含量很高（30-95） 含量很低（5-20）磷壁酸 含量较高（<50） 0类脂质 一般无（<2） 含量较高（-20）蛋白质 0 含量较高A细胞膜的生理功能： 选择性地控制细胞内、外的营养物质和代谢产物的运送；是维持细胞内正常渗透压的屏障；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；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；是鞭毛基体的着生部位和鞭毛旋转的供能部位；B间体（mesosome，或中间体）：与细胞壁合成有关;可能与核分裂有关(有学者认

4、为间体是一种赝象)C细胞质(cytoplasm )和内含物( inclusion body) 质粒(circular covalently closed DNA ) 质粒功能:R因子：与抗药性有关; F因子：与有性接合有关 其他质粒：与抗生素，色素合成有关; 基因工程中作为目的基因载体D核区（nuclear region or area） 细菌的核较原始，无核膜和核仁，在核区中充满深度卷曲、折叠的DNA双螺旋细丝。故称为核质、类核、拟核等E 芽孢(endospore/spore) 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;由于一个营养细胞

5、内仅生成一个芽孢，无繁殖功能; 芽孢是生物界中抗性最强的生命体 能产生芽孢的菌属不多，主要湿属于革兰氏阳性杆菌的两个属好氧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，螺菌中的孢螺菌属。 研究芽孢的意义:1细菌分类、鉴定中的重要形态学指标 2有利于菌种保藏 3制定灭菌参数3细胞壁以外的构造 A糖被(glycocalyx): B鞭毛（Flagellum）:鞭毛的功能：运动C性毛（pili,单数pilus）4.细菌繁殖方式 :一般为无性繁殖，二分裂法。少数有菌毛的菌可进行有性繁殖5细菌的群体形态（细菌的培养特征）1） 固体培养时的群体形态 菌落（colony)：分散的微生物在适宜的固体

6、培养基表面或内部生长，繁殖到一定程度可形成肉眼可见的、有一定形态结构的子细胞生长群体，称为菌落。单菌落（clone)：一个或多个同种微生物在固体培养基上生长成的一个肉眼可见的细菌群体。菌苔(lawn): 在斜面培养基上划线接种细菌后经培养而形成的肉眼可见的子细胞群体细菌的菌落特征：湿润、较光滑、较透明、较粘稠、易挑取、质地均匀以及菌落正反面或边缘与中央部位的颜色一致等。2） 细菌在半固体培养上的培养特征3） 在液体培养基上（内）的群体形态二.放线菌(actinomyces)放线菌是一类具有丝状与枝细胞的细菌1放线菌的形态结构基内菌丝（Substrate mycelium):又称营养菌丝，功能是

7、吸收营养气生菌丝（Aerial mycelium):基内菌丝长到一定时期，长出培养基外，伸向空间的菌丝，功能是繁殖。2放线菌的菌落形态1) 菌落质地硬而且致密，菌落小而不广泛延伸2) 菌落表面呈紧密的绒状或坚实、干燥多皱。3) 接种针难以挑取，有时可挑碎，有时可将整个菌落挑起。3放线菌的繁殖:1) 无性孢子(主要):分生孢子;孢子囊孢子2)菌丝片段三 蓝细菌生理四.其他几种原核微生物:立克次氏体;支原体; 衣原体第三章一 真核生物与原核生物的比较 见书P65二 酵母菌yeast 酵母菌一般泛指能发酵糖类的各种单细胞真菌1酵母菌的形态和大小 2酵母菌的繁殖方式和生活史（一）无性繁殖1、芽殖（bu

8、dding）它是yeast无性繁殖的主要方式。 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就称为假菌丝。 假菌丝的各细胞间呈藕节状。而霉菌的菌丝为呈竹节状的细胞串称为真菌丝。 2、裂殖（fission）少数酵母具有与细菌相似的二分裂繁殖方式 3、产生无性孢子 （二）有性繁殖 适宜的条件下，二倍体细胞减数分裂形成子囊孢子3酵母菌的菌落 菌落形态特征:大而厚，圆形，光滑湿润，粘稠，颜色单调。常见白色、土黄色、红色。三 丝状真菌霉菌 霉菌（mold）是丝状真菌的一个俗称，通常指那些菌丝体较为发达又不产生大型肉质子实体结构的真菌。1 由

9、许多菌丝相互交织而成的一个菌丝集团称菌丝体(营养菌丝体;气生菌丝体)2霉菌的繁殖：断裂增殖，无性孢子繁殖，有性孢子繁殖。#四 蕈菌: 有大的子实体第四章一 微生物的营养要求:化学元素(chemical element)二 微生物的营养类型光能自养型：以光为能源，不依赖任何有机物即可正常生长光能异养型：以光为能源，但生长需要一定的有机营养化能自养型：以无机物的氧化获得能量，生长不依赖有机营物化能异养型：以有机物的氧化获得能量，生长依赖于有机营养物质三 培养基定义：由人工配制的、适合于不同微生物生长繁殖或积累代谢产物用的营养基质特点：任何培养基都应具备微生物所需要的五大营养要素，且应比例适当。一旦

10、配成必须立即灭菌。用途：促使微生物生长；积累代谢产物；分离微生物菌种；鉴定微生物种类；微生物细胞计数；菌种保藏；制备微生物制品。1培养基的类型及应用按成分不同划分:天然培养基 合成培养基按物理状态不同划分: 固体培养基; 半固体培养基; 液体培养基按用途不同划分：1基础培养基 2加富培养基 3选择培养基 4鉴别培养基四 营养物质进入细胞的方式1自由扩散:物质在扩散过程中没有发生任何反应；不消耗能量；不能逆浓度运输；运输速率与膜内外物质的浓度差成正比2协助扩散不消耗能量参与运输的物质本身的分子结构不发生变化不能进行逆浓度运输运输速率与膜内外物质的浓度差成正比需要载体参与3主动运输:需要消耗代谢能

11、; 可以进行逆浓度运输的运输方式; 需要载体蛋白参与; 对被运输的物质有高度的立体专一性; 被运输的物质在转移的过程中不发生任何化学变化 4基团移位:基团移位是另一种类型的主动运输，它与主动运输方式的不同之处在于它有一个复杂的运输系统来完成物质的运输，而物质在运输过程中发生化学变化。比较项目单纯扩散促进扩散主动运输基团转位特异载体蛋白运输速度物质运输方向胞内外浓度运输分子能量消耗运输后物质的结构无慢由浓至稀/无特异性不需要不变有快由浓至稀/特异性不需要不变有快由稀至浓胞内浓度高特异性需要不变有快由稀至浓胞内浓度高特异性需要改变第五章一 代谢概论 新陈代谢 = 分解代谢 + 合成代谢分解代谢：指

12、复杂的有机物分子通过分解代谢酶系的催化，产生简单分子、腺苷三磷酸（ATP）形式的能量和还原力的作用。合成代谢：指在合成代谢酶系的催化下，由简单小分子、ATP形式的能量和还原力一起合成复杂的大分子的过程。物质代谢：物质在体内转化的过程。能量代谢：伴随物质转化而发生的能量形式相互转化。二 异养微生物的生物氧化1. 发酵(fermentation)有机物氧化释放的电子直接交给本身未完全氧化的某种中间产物，同时释放能量并产生各种不同的代谢产物。有机化合物只是部分地被氧化，因此，只释放出一小部分的能量。发酵过程的氧化是与有机物的还原偶联在一起的。被还原的有机物来自于初始发酵的分解代谢，即不需要外界提供电

13、子受体。生物体内葡萄糖被降解成丙酮酸的过程称为糖酵解（glycolysis），糖酵解是发酵的基础。2. 呼吸作用 有氧呼吸（aerobic respiration）：以分子氧作为最终电子受体 无氧呼吸（anaerobic respiration）：以氧化型化合物作为最终电子受体呼吸作用与发酵作用的根本区别：电子载体不是将电子直接传递给底物降解的中间产物，而是交给电子传递系统，逐步释放出能量后再交给最终电子受体。3 巴斯德效应(The Pasteur effect 有氧条件下，发酵作用受抑制的现象（或氧对发酵的抑制现象）。意义：合理利用能源三 微生物的代谢调控1微生物自我调节代谢的方式: 1.控

14、制营养物质透过细胞膜进入细胞2.通过酶的定位控制酶与底物的接触3.控制代谢物流向2 酶活性的调节: 通过改变现成的酶分子活性来调节新陈代谢的速率的方式。是酶分子水平上的调节，属于精细的调节。1)酶活性的激活：在代谢途径中后面的反应可被较前面的反应产物所促进的现象；常见于分解代谢途径。 2)酶活性的抑制：包括：竞争性抑制和反馈抑制。反馈：指反应链中某些中间代谢产物或终产物对该途径关键酶活性的影响。 凡使反应速度加快的称正反馈； 凡使反应速度减慢的称负反馈（反馈抑制）； 反馈抑制某代谢途径的末端产物过量时可反过来直接抑制该途径中第一个酶的活性。主要表现在氨基酸、核苷酸合成途径中。 反馈抑制的类型1

15、.直线式代谢途径中的反馈抑制：苏氨酸脱氨酶苏氨酸-酮丁酸异亮氨酸反馈抑制2.分支代谢途径中的反馈抑制：意义：在一个分支代谢途径中，如果在分支点以前的一个较早的反应是由几个同功酶催化时，则分支代谢的几个最终产物往往分别对这几个同功酶发生抑制作用。某一产物过量仅抑制相应酶活，对其他产物没影响。同功酶：催化相同的生化反应，而酶分子结构有差别的一组酶。3.协同反馈抑制定义：分支代谢途径中几个末端产物同时过量时才能抑制共同途径中的第一个酶的一种反馈调节方式。4.顺序反馈抑制定义：一种终产物的积累,导致前一中间产物的积累，通过后者反馈抑制合成途径关键酶的活性，使合成终止。3酶合成的调节第六章一 细菌的群体

16、生长繁殖1 生长曲线 细菌接种到定量的液体培养基中，定时取样测定细胞数量，以培养时间为横座标，以菌数为纵座标作图，得到的一条反映细菌在整个培养期间菌数变化规律的曲线 1) 迟缓期（lag phase）: 细胞数目不增加; 细胞长、大; 代谢旺盛(RNA含量)诱导酶迅速合成; 对不良条件敏感，抵抗力降低à细胞处于活跃生长中，只是分裂迟缓,在此阶段后期，少数细胞开始分裂，曲线略有上升。 迟缓期出现的原因：调整代谢 在生产实践中缩短迟缓期的常用手段: (1)通过遗传学方法改变种的遗传特性使迟缓期缩短；(2)利用对数生长期的细胞作为种子；(3)尽量使接种前后所使用的培养基组成不要相差太大；(

17、4)适当扩大接种量 2) 对数生长期（log phase）-指数生长期l 生长速率常数最大，繁殖数 > 死亡数l 代时短，即细胞每分裂一次所需的代时G（增代时间，generation time）或原生质增加一倍所需的时间（doubling time）最短.l 成分均匀l 酶活力高，酶系活跃，代谢旺盛à在生产上广泛用作“种子”和科研上理想的实验材料3) 稳定生长期(Stationary phase)： 细胞数目不增加(R=0)，即处于新繁殖的细胞数与衰亡的细胞数相等，或正生长与负生长相等的动态平衡之中。菌体产量达到了最高点，而且菌体产量与营养物质的消耗间呈现出一定的比例关系细胞长

18、、大代谢旺盛(RNA含量增加)诱导酶迅速合成对不良条件敏感，抵抗力降低4) 衰亡期(Decline或Death phase)： 个体死亡的速度超过新生的速度(繁殖数<死亡数)，整个群体就呈现出负生长（R<0）；细胞形态多样，例如会产生很多膨大、不规则的退化形态；有的微生物因蛋白水解酶活力的增强就发生自溶；有的微生物在这时产生或释放对人类有用的抗生素等次生代谢产物；在芽抱杆菌中，芽抱释放往往也发生在这一时期。注意：当培养基中同时含有速效碳源（或氮源）和迟效碳源（或氮源）时，微生物在生长过程中会形成二次生长现象。二 环境对生长的的影响及生长的测定 1 环境对微生物生长的影响影响微生物生

19、长的主要因素有营养物质、水的活性、温度、pH和氧1、温度生长温度的三基点：最低温度 最适温度 最高温度最适温度：某菌分裂代时最短、生长速率最高的温度。2、 氧气3、 pH值细 菌：7.08.0放线菌：7.58.5 酵母菌：3.86.0霉 菌：4.05.82 微生物生长的测定 1、 计数法采用细菌计数板或血球计数板，在显微镜下对微生物数量进行直接计数（计算一定容积里样品中微生物的数量）。(1)显微镜直接计数法 (2)间接计数法-培养平板计数法 2、重量法 以干重、湿重直接衡量微生物群体的生物量；通过样品中蛋白质、核酸含量的测定间接推算微生物群体的生物量； 3、 生理指标法 微生物的生理指标，如呼

20、吸强度，耗氧量、酶活性、生物热等与其群体的规模成正相关。样品中微生物数量多或生长旺盛，这些指标愈明显，因此可以借助特定的仪器如瓦勃氏呼吸仪、微量量热计等设备来测定相应的指标。第七章一 病毒的特点和定义 1、 特点 1）不具有细胞结构，具有一般化学大分子的特征。 2）一种病毒的毒粒内只有一种核苷酸（DNA/RNA），有的甚至没有核苷酸，如阮病毒 3）大部分病毒没有酶或没有完整的酶系统，不含催化代谢的酶，不能进行独立的代谢活动 4）严格的活细胞内寄生，没有自身的核糖体，没有个体生长，也不进行二均分裂，必须依赖宿主细胞进行自身的核酸复制，形成子代。 5）个体微小，在电子显微镜下才能看见。 6）对大多

21、数抗生素不敏感，对干扰素敏感 2、定义 ：病毒是一类既具有化学大分子属性，又具有生物体基本特征的感染性颗粒形式二 毒粒的性质 毒粒（病毒颗粒）：病毒的细胞外颗粒形式，也是病毒的感染性形式。一团能够自主复制的遗传物质+蛋白质外壳+包膜（不是都有）-保护遗传物质免遭环境破坏，并作为将遗传物质从一个宿主细胞传递给另一个宿主细胞的载体 1毒粒的壳体结构 壳体或衣壳 （capsid）：包围着病毒核酸的蛋白质外壳，由蛋白质亚基按对称的形式、有规律地排列而成，是病毒毒粒的基本结构。 壳体结构类型 ： 螺旋对称壳体（烟草花叶病毒） 二十面体对称壳体（SV40病毒） 双对称结构（复合对称-偶数噬菌体） 2毒粒的

22、化学组成：核酸；蛋白质；脂类；碳水化合物；三 病毒的复制 病毒的特点：严格细胞内寄生物，只能在活细胞内繁殖。 病毒的复制：病毒感染敏感宿主细胞后，病毒核酸进入细胞，通过其复制与表达产生子代病毒基因组和新的蛋白质，然后由这些新合成的病毒组分,装配（assembly）成子代毒粒，并以一定方式释放到细胞外。病毒的这种特殊繁殖方式称做复制（replication） 吸附-侵入-脱壳-病毒大分子的生成-装配和释放四 病毒的非增殖性感染增殖性感染（productive infection）：感染发生在病毒能在其内完成复制循环的允许细胞内，并以有感染性病毒子代产生为特征；非增殖性感染（nonproducti

23、ve infection）：感染由于病毒或是细胞的原因，致使病毒的复制在病毒进入敏感细胞后的某一阶段受阻，结果导致病毒感染的不完全循环。在此过程中，由于病毒与细胞的相互作用，虽然亦可能导致细胞发生某些变化，甚至产生细胞病变，但在受染细胞内，不产生有感染性的病毒子代。l 温和噬菌体的溶源性反应烈性噬菌体（virulent phage）：感染宿主细胞后能在细胞内正常复制并最终杀死细胞，形成裂解循环（lytic cycle）。温和噬菌体或称溶源性噬菌体（lysogenic phage）：感染宿主细胞后不能完成复制循环，噬菌体基因组长期存在于宿主细胞内，没有成熟噬菌体产生。这一现象称做溶源性（lyso

24、geny）现象五 亚 病 毒1类病毒是裸露的，仅含一个单链环状低相对分子质量RNA分子的病原体2一类被包裹在植物病毒粒体内部的类病毒，被称为拟病毒。这种类似类病毒的RNA称之拟病毒（Virusoid）。3朊病毒又称蛋白质侵染因子。朊病毒是一类能侵染动物并在宿主细胞内复制的小分子无免疫性疏水蛋白质。第八章一 细菌基因转移和重组 1接合(conjugation)：通过细胞与细胞的直接接触而产生的遗传信息的转移和重组过程 接合作用是由一种被称为F因子的质粒介导。 a）F-菌株(“雌性”菌株)，不含F因子，没有性菌毛，但可以通过接合作用接收F因子而变成F+菌株；b）F+菌株(“雄性”菌株)， F因子独

25、立存在，细胞表面有性菌毛。c）Hfr菌株，F因子插入到染色体DNA上，细胞表面有性菌毛。d）F菌株，Hfr菌株内的F因子因不正常切割而脱离染色体时，形成游离的但携带一小段染色体基因的F因子，特称为F因 子。 细胞表面同样有性菌毛。1） F+×F-杂交：F+菌株的F因子向F-细胞转移，但含F因子的宿主细胞的染色体DNA一般不被转移。2）Hfr ×F-杂交：Hfr菌株的F因子插入到染色体DNA上，因此只要发生接合转移转移过程，就可以把部分甚至全部细菌染色体传递给F-细胞并发生重组，由此而得名为高频重组菌株3）F×F-杂交：a）与染色体发生重组；b）继续存在于F因子上，

26、形成一种部分二倍体；2细菌的转导（transduction）：由噬菌体介导的细菌细胞间进行遗传交换的一种方式。一个细胞的DNA通过病毒载体的感染转移到另一个细胞中注意：溶源转变是一个与转导相似又不同的现象温和噬菌体感染细胞后使之发生溶源化，因噬菌体的基因整合到宿主染色体上，而使后者获得了新性状的现象。3转化 DNA片段供体菌-受体菌 感受态细胞：具有摄取外源DNA能力的细胞转化过程的特点：a）对核酸酶敏感；b）不需要活的DNA供体细胞；c）转化是否成功及转化效率的高低主要取决于转化供体菌株和转化受体菌株之间的亲源关系； d）通常情况下质粒的自然转化效率低 4 转染(transfection)：

27、噬菌体DNA被感受态细胞摄取并产生有活性的病毒颗粒 转染的特点：提纯的噬菌体DNA以转化的（而非感染）途径进入细胞并表达后产生完整的病毒颗粒。第十一章一 微生物在生态系统中的角色 微生物是有机物的主要分解者；微生物是物质循环中的重要成员；微生物是生态系统中的初级生产者；微生物是物质和能量的贮存者；微生物是地球生物演化中的先行者 1碳循环：降解作用 呼吸作用 发酵作用 甲烷形成 光合作用 2氮循环：固氮 氨化作用 硝化作用 硝酸盐还原和反硝化作用 3硫循环：硫的氧化 硫酸盐还原 有机硫化物的矿化（硫化氢释放）二 生态环境中的微生物 1微生物群落 种群的相互作用类型 ：中立生活、偏利作用、偏害作用

28、 A互生：两种生物可以独立生活。也可以形成松散的联合，对一方有利，或双方都有利。如：固氮菌和纤维素分解菌 B共生：两种微生物紧密生活在一起，彼此依赖，相互为对方创造有利条件，有的达到了难以分离的程度。生理上相互分工，组织上形成了新的结构，彼此分离各自就不能很好地生活。如 根瘤，地衣 C 竟争：一种微生物生命活动中，通过产生某些代谢产物或改变环境条件，能抑制其它微生物的生长繁殖，或毒害杀死其它微生物的现象。 D寄生 ：一种生物能侵入另一种生物体内吸取自己所需要的营养物质进行生长繁殖，在一定的条件下对后者造成损害或死亡的现象叫寄生。 E猎食：原生动物以水体和土壤中的细菌，放线菌，真菌的孢子及单细胞

29、藻类为食，这种关系即为猎食关系。2陆生生境的微生物土壤是微生物良好的生活场所 土壤中的微生物 ：细菌 放线菌 真菌 藻类 原生动物三 工农业产品上的微生物及生物性酶腐的控制防止粮食污染霉变的办法是：所贮粮食含水量低于；造成低温缺氧环境（密闭）；使用防霉化学药剂第十二章一 基本概念进化（evolution）是生物与其生存环境相互作用过程中，其遗传系统随时间发生一系列不可逆的改变，在大多数情况下，导致生物表型改变和对生存环境的相对适应。 生命三域：Bacteria（细菌）、Archaea(古生菌)和Eukarya（真核生物），第十四章一 基本概念 1 感染:又称传染,是机体和病原体在一定条件下相互作用而引起的病理过程. 2 免疫: 生物体能够辨认自我和非我,对非我做出反应以保持自身稳定的功能 3 病原微生物:寄生于生物(包括人)机体并引起疾病的微生物 4 外源性感染: 来源于宿主体外的感染，主要来自患者，健康带菌者,带菌动物 5 内源性感染：当滥用抗生素导致菌群失调或某些因素致使机体免疫功能下降时,宿主内的正常菌群可引起