生物联赛培训-微生物课件

2014年10月—生物奥赛培训教程——微生物学部分提纲联赛纲要对微生物学理论部分的要求微生物学的知识体系微生物的分类★★微生物的新陈代谢微生物的应用感染与免疫微生物遗传学微生物生态一、全国及国际奥赛纲要对微生物学理论部分的要求微生物的细胞生物学：细菌的结构和繁殖、代谢类型生物技术（生物工程学）：发酵（微生物工程）免疫：生物系统学原核： 细菌门、蓝藻门、原绿藻门

放线菌门、立克次氏体、支原体、衣原体真核： 红藻门、褐藻门、绿藻门、裸藻门、金藻门、粘菌门

接合菌门、子囊菌门、担子菌门、原生动物病毒： 噬菌体、类病毒、病毒的结构和繁殖微生物的特殊代谢途径：生物固氮、化能合成作用二、微生物学的知识体系微生物学生态与多样性感染与免疫遗传基因表达调控基因工程分类形态结构营养代谢生长繁殖系统发育发酵工业食品药物生物制品环保微生物的出现微生物的发现微生物学的奠基微生物猎人-----35亿年前-------300多年前----------100多年前---------列文虎克巴斯德科赫

法国科学家巴斯德（LouisPasteur，1822-1895）

1、彻底否定了自然发生说2、证实发酵由微生物引起3、发明巴氏消毒法4、开创了免疫学：发明了狂犬病毒减毒疫苗制备方法、霍乱、炭疽病的研究14.巴斯德设计的曲颈瓶实验，可以（单选1分）A.证明酒是酵母菌发酵获得B.否定自然发生学说的论点C.说明培养基灭菌后的作用D.验证某细菌是不能培养的三、微生物细胞的结构与功能微生物的类型细胞型微生物非细胞型微生物——病毒原核微生物真核微生物(真)细菌古生菌细菌蓝藻放线菌衣原体支原体立克次氏体等G+

G-酵母菌霉菌蘑菇粘菌真核藻类（绿藻、硅藻等）原生动物真病毒亚病毒因子微生物的五大共性1.体积小，相对表面积大2.吸收多，转化快3.生长旺，繁殖快4.适应强，易变异5.分布广，种类多三、微生物细胞的结构与功能3.1细菌的形态学分类

球菌杆菌螺旋菌（包括弧菌）淋病球菌大肠杆菌弧形霍乱菌三、微生物细胞的结构与功能细菌的典型结构细胞壁细胞壁外结构原生质体细菌的结构与功能——细胞壁

主要成分——：三、微生物细胞的结构与功能G+G-厚薄肽聚糖三、微生物细胞的结构与功能细菌的结构与功能——细胞壁——革兰氏染色结晶紫初染碘液媒染乙醇脱色番红复染细胞壁的功能：保护：屏障、机械保护是细胞生长、分裂和运动所必须的赋予细胞抗原性、致病性和对噬菌体的敏感性等细胞壁缺失所导致的三种情况原生质体：人工除尽细胞壁或用青霉素抑制细胞壁的合成后，所留下的仅由细胞膜包裹着的脆弱细胞原生质球：指还残留部分细胞壁的原生质体L型细菌：通过自发突变而形成的遗传性稳定的细胞壁缺陷菌株细菌的结构与功能——原生质体细胞膜：细胞的产能基地，控制运输、维持渗透压、合成细胞壁、着生鞭毛等贮藏物：聚-β-羟丁酸、硫粒、藻胆蛋白、异染颗粒等核区（拟核）：大型环状的双链DNA特殊的休眠结构——芽胞其它：气泡、伴孢晶体、孢囊等细胞膜（1）中介体（间质体）细胞膜向胞浆凹陷折叠成囊状物，称为中介体。中介体与细胞的分裂、呼吸、细胞壁合成和芽胞形成有关。中介体多见于革兰氏阳性菌。（2）周质空间(Periplasmicspace)

也称为胞质间间隙，是指在革兰氏阴性细菌的细胞膜与细胞壁之间有一空间。此处聚集了若干种胞外酶，主要是水解酶，与营养物质的分解、吸收和运转有关。能破坏某些抗生素的酶（如青霉素酶）亦集中在此间隙内。也是某些外毒素储存与释放的位置。三、微生物细胞的结构与功能细菌群体的形态菌落(Clone)：以母细胞为中心的一堆肉眼可见的、有一定形态构造的子细胞集团菌苔：某一纯种的大量细胞密集地接种到固体培养基表面，结果长成的各“菌落”相互联接成一片三、微生物细胞的结构与功能放线菌—呈菌丝状生长，以孢子繁殖的革兰氏阳性细菌。菌体由多细胞分枝状菌丝组成菌丝大多无隔膜，其粗细与杆状细菌相似，直径为1微米左右，内有多个拟核细胞壁革兰氏阳性，主要成份为肽聚糖放线菌与人类的关系1.泥土的泥腥味主要由放线菌产生的土腥味素引起；2.至今报道的近万种抗生素有约70%由放线菌产生；3.放线菌具有极强的分解纤维素，石蜡，橡胶等的能力，故在环境保护，提高土壤肥力和自然界物质循环中有重大作用。21．植物的微生物病害可引起植物机能失灵，代谢紊乱而导致植物生存能力下降，甚至死亡或极大地减少产量。哪种菌是较少引起植物致病的微生物?(1分)A．细菌B．放线菌C．霉菌D．植物病毒三、微生物细胞的结构与功能蓝藻无真正的细胞核细胞壁含肽聚糖除叶绿素和类胡萝卜素外,还含有藻蓝素,（但没有叶绿体）能进行光合作用繁殖方法主要是分裂生殖，无有性生殖

有的同真菌共生形成地衣,或生活在植物体内形成内生植物

部分属（如念珠藻属）有固氮能力三、微生物细胞的结构与功能蓝藻门——形态蓝藻的生态危害-水体富营养化指水体中因N、P等元素过高而引起水体表层的蓝细菌和藻类过度生长繁殖的现象。例如：“水华”和“赤潮”三、微生物细胞的结构与功能支原体衣原体立克次氏体三、微生物细胞的结构与功能特征细菌支原体立克次氏体衣原体直径0.5-2.0um0.2-0.25um0.3-0.8um0.2-0.3um过滤性不能过滤能过滤不能过滤能过滤G染色G+或G-------G-G-培养法人工培养基人工培养基宿主细胞宿主细胞产ATP有有有无三、微生物细胞的结构与功能真细菌、古生菌与真核生物的比较特征真细菌古生菌真核生物有核仁、核膜的细胞核无无有有复杂内膜的细胞器无无有核糖体大小70S70S80S细胞壁含肽聚糖（胞壁酸）有无无对链霉素等抗生素的敏感性敏感不敏感不敏感三、微生物细胞的结构与功能真菌有细胞器和细胞核真菌细胞壁多糖主要有几丁质(甲壳质)（高等）、纤维素(低等）、葡聚糖（酵母菌）、甘露聚糖等真菌细胞的质膜中具有甾醇，而在原核生物的质膜中很少或没有甾醇鞭杆的横切面呈“9+2”型28．（2011，全国卷）多次吃发霉的花生会致癌，主要原因是发霉的花生中含有黄曲霉毒素。这种毒素是由下列哪类微生物产生?(1分)A．病毒B．细菌C．支原体D．真菌17.下列微生物中，不属于细菌的是（单选1分）A.霍乱弧菌B.鼠伤寒沙门氏菌C.灰色链霉菌D.白色念珠菌18.红曲霉是食品工业常用的菌株，其生活的细胞参与TCA循环的酶系存在于线粒体的（单选1分）A.内膜B.基质C.脊内隙D.膜间隙真菌（参考普生406页）大多数真菌的营养体是由分枝的菌丝所构成的菌丝体，菌丝的结构有两种类型：

（1）无隔膜菌丝。

（2）有隔膜菌丝。少部分真菌营养体不形成菌丝，它们是圆形或卵圆形的单细胞真菌，例如酵母菌三、微生物细胞的结构与功能真菌——接合菌门——毛霉单细胞，菌丝分枝状无隔，能产生蛋白酶，淀粉酶。在腐乳、豆豉中起作用。三、微生物细胞的结构与功能真菌——子囊菌门青霉菌（分生孢子）冬虫夏草麦角菌真菌——担子菌门——伞菌担子形成的连续阶段和担孢子

菌褶表面的担孢子蘑菇的担子果三、微生物细胞的结构与功能真菌的分类系统8.真菌中的半知菌是指（单选1分）A.没有光合作用B.菌丝没有隔膜C.没有发现有性生殖阶段D.不能运动三、微生物细胞的结构与功能粘菌门——特征介于动物和真菌之间的：就其结构和生理方面看，好像巨大的变形虫动物；从它的繁殖方面看，产生具细胞壁的孢子，又是真菌的性质。原生生物（低等植物）红藻门——特征含有叶绿素a、叶绿素d、叶黄素

胡萝卜素、藻红蛋白和藻蓝蛋白

植物体外形多样，除少数是单细胞或群体外，绝大多数为多细胞体

细胞壁由纤维素（内层）和藻胶（琼胶、海萝胶、卡拉胶）（外层）组成红藻的生殖分为无性和有性两种

三、微生物细胞的结构与功能硅藻——特征植物体为单细胞、也可连接成丝状或其他形状的群体；细胞壁由两个半片（上壳、下壳），由果胶质和硅质组成，没有纤维素；营养体无运动细胞，仅精子具鞭毛（茸鞭型）；有细胞核，有载色体，含叶绿素a和c，a,β—胡萝卜素，叶黄素；产物：金藻昆布糖（β—1，3—葡聚糖）和油滴；繁殖：细胞分裂进行繁殖；有性生殖少，为同配和异配、卵配生殖舟形藻三、微生物细胞的结构与功能裸藻——特征无细胞壁植物体除个别种类为树状群体外，

都是具鞭毛游动型的单细胞体多具1个眼点色素具Chla、b、β－胡萝卜素，

有的具特殊的裸藻红素贮藏物质均为副淀粉和脂肪繁殖为纵分裂，环境不适可形成休眠孢囊

三、微生物细胞的结构与功能甲藻多数为具双鞭毛的单细胞个体细胞壁含纤维素，多由许多固定数目的小甲板按一定形式排列组成含叶绿素a和c，β—胡萝卜素、胡萝卜素、硅甲黄素、甲藻黄素及新甲藻黄素等贮藏物为淀粉和油繁殖方法为细胞分裂或产生游孢子；有性生殖为同配或异配，但少见。

三、微生物细胞的结构与功能金藻植物体为单细胞，群体或分枝丝状体细胞壁含纤维素和果胶质组成有些单细胞和群体种类有鞭毛含叶绿素a和c，β—胡萝卜素，墨角藻黄素、叶黄素产物：金藻昆布糖（β---1，3—葡聚糖）和油滴；繁殖：细胞分裂（单细胞）或孢子；有性生殖少见；群体种类可断裂棕囊藻三、微生物细胞的结构与功能绿藻——特征形态多种多样，由单细胞、群体、丝状状和叶状体有细胞壁，细胞壁两层，外层是果胶质，内层为纤维素少数单细胞和群体类型具鞭毛（尾鞭型）含叶绿素a和b，α,β—胡萝卜素，叶黄素产物：淀粉，有时为蛋白质和油繁殖：营养繁殖（细胞分裂）、无性生殖（游动孢子、静孢子）、有性生殖少（为同配和异配、卵配生殖、接合生殖）；三、微生物细胞的结构与功能绿藻——小球藻属单细胞浮游种类，细胞微小，仅蛋白核小球藻有蛋白核仅无性生殖三、微生物细胞的结构与功能绿藻——衣藻属单细胞两条等长的顶生鞭毛载色体形状多样细胞壁两层，

外层是果胶质，内层为纤维素；

伸缩泡起排泄作用，橙红色眼点行无性生殖和有性生殖（同配）无世代交替，只有单倍植物体三、微生物细胞的结构与功能绿藻——丝藻属单列细胞不分枝的丝状体有固着器营养细胞，细胞壁有层理细胞单核位于中央载色体是大形环带状，蛋白核多

三、微生物细胞的结构与功能绿藻——水绵属一列细胞构成的丝状体无鞭毛载色体带状细胞壁两层单核，有大液泡行接合生殖三、微生物细胞的结构与功能蓝藻和绿藻（真核）的比较特征蓝藻绿藻有核膜的细胞核无有细胞器无有光合色素类型叶绿素a、

藻胆素叶绿素a、叶绿素b光合作用位点类囊体叶绿体细胞大小0.5—5um>2um念珠藻衣藻四、病毒的基本特征病毒的特点病毒在细胞外以成熟的颗粒形式（毒粒）存在；毒粒在胞外不表现任何生命特征；毒粒具感染宿主细胞的能力，一旦进入细胞，毒粒便解体，并表现出繁殖、遗传、变异等生命特征。病毒的简单分类真病毒（至少含有核酸和蛋白质两种成分）DNA病毒RNA病毒【SARS病毒】亚病毒因子类病毒：只含具有独立侵染性的RNA成分拟病毒（卫星RNA）：只含不具有独立侵染性的RNA成分朊病毒（朊蛋白)：只含单一的蛋白质成分病毒的复制——周期及步骤吸附侵入脱壳病毒大分子合成装配与释放病毒复制的一步生长曲线毒粒的结构——T4噬菌体蛋白质（衣壳）螺旋对称二十面

体对称核

衣

壳核酸SARS冠状病毒

禽流感病毒——H5N1AHIV（人类免疫缺陷病毒）

与

AIDS（获得性免疫缺陷综合症）肝炎病毒甲型肝炎病毒呈球形，无囊膜，核酸为单链RNA；乙型肝炎病毒呈球形，具有双层外壳结构，外层相当一般病毒的囊膜，核酸为双链DNA。

27．（2011，全国卷）由逆转录病毒引起的传染病是：(1分)A．SARSB．AIDSC．甲肝D．狂犬病26．（2011，全国卷）影响病毒感染机体的主要因素包括哪些?(2分)A．病毒的致病性B．病毒的立体结构特征C．病毒的传播媒介D．病毒的宿主范围四、微生物的营养微生物的营养要求碳源【糖类、脂肪、有机酸】：

能源物质，构成菌体和代谢产物氮源【无机氮源：氨水、硫酸铵、尿素、硝酸钠；有机氮源：发酵菌丝体、酒糟】：

构成菌体和代谢产物，硝化细菌的能源物质无机盐类【Pb、Mg、S、P、Fe、Co、Zn等】：

维持酶活力，调节渗透压、pH值、电位等特殊生长因子【生物素、硫胺素、肌醇等】：

构成辅酶的组成部分，调节生命活动水：溶解营养物质和代谢产物四、微生物的营养微生物的营养类型——按能源和碳源不同划分营养类型能源电子供体碳源举例光能自养型光能H2、H2S

S、H2OCO2蓝藻、藻类光合细菌光能异养型光能有机物有机物红螺细菌化能自养型化学能

(无机)H2、H2S

Fe2+、NO2-CO2铁细菌、硫细菌

硝化细菌化能异养型化学能

(有机)有机物有机物大多细菌、真菌培养基的配置——基本原则

选择适宜的营养物质营养物质的浓度及其比例合适控制pH条件灭菌处理原料来源的选择培养基的配置——培养基的类型成分：天然培养基与合成培养基形式：液体、固体和半固体培养基功能：基础培养基、加富培养基、

鉴别培养基、选择培养基微生物代谢的特殊方面微生物次级代谢产物：指某些微生物在生长的后期产生的与其生命活动没有直接关系的复杂化学物质。例如：抗生素、色素、毒素等。（2014年）17.在细胞生长过程中可以向细胞外分泌可溶性色素的微生物是（单选1分）A.粘红酵母B.黑曲霉C.天蓝色链霉菌D.金黄色葡萄球菌真题呈现2010年16.以下哪类化合物属于微生物的次生代谢产物（多选2分）A.脂肪B.色素C.抗生素D.蛋白质E.毒素(一）微生物的代谢类型合成代谢：分为自养型和异养型分解代谢：分为需氧型和厌氧型（兼性厌氧型）四、微生物的新陈代谢1、光能自养型和化能自养型微生物光能自养型微生物：能利用光能将外界的无机物合成有机物的微生物。例如：蓝藻和光合细菌。化能自养型微生物：能利用无机物进行氧化的过程中释放的化学能合成有机物的微生物。例如:硝化细菌、铁细菌、硫细菌。2、光能异养和化能异养型微生物光能异养型微生物：能够利用光能将外界的有机物合成自身有机物的微生物。例如：红螺细菌。化能异养型微生物：能够利用有机物氧化过程中释放的化学能合成有机物的微生物。例如：大多细菌和真菌四、微生物的新陈代谢微生物的代谢类型——按能源和碳源不同划分营养类型能源[H]供体碳源举例光能自养型光能H2、H2S

S、H2OCO2蓝藻、藻类光合细菌光能异养型光能有机物有机物红螺细菌化能自养型化学能

(无机)H2、H2S

Fe2+、NO2-CO2铁细菌、硫细菌

硝化细菌化能异养型化学能

(有机)有机物有机物大多细菌、真菌4．（2011，全国卷）大肠杆菌属于下列哪种类型微生物?(1分)A．化能有机自养B．光能无机自养C．化能有机异养D．光能有机异养（二）微生物代谢的特殊方面——生物固氮生物固氮：大气中的分子氮通过微生物生物固氮酶的催化而还原成氨的过程，生物界只有原核生物才有固氮的能力。反应式：N2+8[H]+18ATP→2NH3+H2+18ADP+18Pi能够固氮的微生物自生固氮菌：一类不依赖其他生物共生而能独立进行固氮的微生物。如：蓝细菌共生固氮菌：根瘤菌（与豆科植物共生）；

(放线菌）弗兰克氏菌（与非豆科植物共生）；鱼腥藻（与满江红共生）等联合固氮菌：雀稗固氮菌（生活在植物根际）生物固氮的条件：固氮酶、ATP、[H]和电子传递体、严格的厌氧微环境固氮酶包括两个组分组分Ⅰ是真正的“固氮酶”，又称钼铁蛋白组分Ⅱ实质上是一种“固氮酶还原酶”，又称铁蛋白固氮酶是严格厌氧的。豆科植物根瘤菌固氮酶的抗氧保护机制豆血红蛋白：五、微生物的生长繁殖细菌的个体生长-二分裂DNA的复制与分离细胞壁扩增细胞分裂五、微生物的生长繁殖细菌的群体生长（个体生长+个体繁殖）延滞期指数生长期

x2=x1·2n稳定期衰亡期五、微生物的生长繁殖影响微生物生长繁殖的因素温度氧气专性好氧菌兼性厌氧菌微好氧菌耐氧菌厌氧菌培养基PH五、微生物的生长繁殖真菌的生长繁殖裂殖和芽殖：菌丝延长和酵母繁殖的主要方式

无性孢子繁殖：营养细胞分化出新个体（孢子）

有性孢子繁殖：不同的性细胞结合而产生新个体丝状真菌的生活史六、微生物遗传（一）三个经典实验1、肺炎双球菌转化实验（转化因子的发现）2、噬菌体侵染细菌的实验（证实DNA是遗传物质）3、植物病毒的重建实验（证实RNA也是遗传物质）25．（2011，全国卷）Avery和他的合作者所做的经典肺炎链球菌转化试验证明：(1分)A．蛋白质是遗传物质B．核糖体是遗传物质C．DNA是遗传物质D．表面多糖是遗传物质【解析】C，不解释。是个高中生都会做。

(二)细菌基因转移和重组的方式（细菌的变异）接合作用：细胞与细胞通过直接接触而产生的遗传信息的转移和重组过程

转导作用：由病毒介导的细胞间进行的遗传交换

转化作用：游离DNA分子被感受态细胞摄取1、接合作用供体菌通过性菌毛与受体菌直接接触，把质粒或核基因片段传给受体菌。2、转导作用由病毒介导的细胞间进行的遗传交换19.在大肠杆菌溶原性细胞中，原噬菌体以（）状态存在于宿主细胞内（单选1分）A.游离于细胞质B.缺陷噬菌体C.插入寄主染色体D.游离在周质空间转化作用：受体菌直接吸收供体菌的DNA片段而获得后者部分遗传性状的现象。（肺炎双球菌转化实验）想一想：我们生活在微生物的“海洋”中，如何才能获得纯净的（单一）的微生物？七、微生物的培养与应用日常生活中，保存食品的方法有哪些？人们常采用哪些方法来抑制或杀死有害的微生物？消毒与灭菌消毒：指使用较为温和的物理或化学方法仅杀死物体表面或内部一部分对人体有害的微生物（不包括芽胞和孢子）。灭菌：指使用强烈的理化因素杀死物体内外所有微生物，包括芽胞和孢子。灭菌与消毒技术是微生物有关工作中最普通也是最重要的技术。消毒的方法：1、煮沸消毒法:100℃煮沸5-6min2、巴氏消毒法：70-75℃下煮3min或80℃下煮1min3、化学药剂消毒法:用75%酒精等进行皮肤消毒;氯气消毒水源等4、紫外线或超声波灭菌的方法：1、灼烧灭菌2、干热灭菌：160-170℃下加热1-2h。3、高压蒸汽灭菌：100kPa、121℃下维持15-30min.A.培养细菌用的培养基B.玻棒、试管、烧瓶和吸管、培养皿C.接种环、接种针D.实验操作者的双手以下材料应该如何消毒或灭菌？牛肉膏蛋白胨固体培养基配方牛肉膏5.0g蛋白胨10.0gNaCl5.0g琼脂20.0g将上述物质溶解后，用蒸馏水定容至1000ml。培养基配方中的各成分为微生物提供了哪些营养？科学家故事

琼脂—从餐桌到实验台琼脂是一种从红藻中提取的多糖。琼脂在98℃以上熔化，在44℃以下凝固，在常规培养状态呈固态。26．（2011，全国卷）固体培养基使用下列哪种物质作为凝固剂最好：(1分)A．明胶B．琼脂C．果胶D．纤维素固体培养基：菌落菌落是鉴定菌种的重要依据三、基本操作程序1、器具的灭菌2、培养基的配制3、培养基的灭菌4、倒平板5、微生物接种6、恒温箱中培养7、菌种的保存接种方法有：平板划线法和稀释涂布平板法目的：均是为了获得单一的菌落。

平板划线法:通过接种环在琼脂固体培养基表面连续画线的操作,将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面.在数次画线后,可以分离到由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的子细胞群体,这就是菌落.1、平板划线法平板划线接种操作的注意事项：整个过程必须在酒精灯火焰旁完成，并尽可能快速。使用接种环前后均要灼烧灭菌，待冷却后使用。要从上一次的末端开始划线。不要划破培养基表面。2、稀释涂布平板法（1）菌液的系列稀释。（2）涂布平板操作四、微生物的培养与观察细菌：30-37℃培养1-2天放线菌:25-28℃培养5-7天霉菌：25-28℃培养3-4天菌种的保存1、临时保藏：接种到固体斜面培养基，菌落长成后置于4℃冰箱保存。2、长期保存：甘油冷冻管藏法24．接种环的烧灼灭菌应该在何时进行?(1分)A使用前B．使用后C.使用前及使用后D．储存前25．高压蒸汽灭菌锅的灭菌原理是以下哪一项?(1分)A．高压B．高温C．高湿D．高压加高湿26．微生物固体培养时通常用的器皿是哪一种?(1分)A．三角瓶B．试管C．试剂瓶D．培养皿27．