微生物学A知识点汇总

绪论：1.微生物（microorganism,microbe）是一切肉眼看不见或看不清楚的微小生物的总称。它们是一些个体微小，构造简单的低等生物。小：个体微小简：结构简单低：进化地位低2.分类：原核生物类（原核生物类（三菌三体）：在光学显微镜下可见细菌、放线菌、蓝细菌、支原体、立克次氏体、衣原体真核生物类：在光学显微镜下可见真核生物类：在光学显微镜下可见真菌（酵母菌、霉菌和蕈菌）、原生动物、显微藻类微生物非细胞生物类：非细胞生物类：电子显微镜才能看到病毒、亚病毒（类病毒、朊病毒、拟病毒）3.人们在很长时期内对微生物的认识受到了阻碍，因为（1）个体微小（2）外貌不显（3）杂居混生（4）因果难联4.微生物学的发展经历了五个时期：a.史前期：感性阶段，凭实践经验利用微生物的有益活动b.初创期：形态学阶段，列文虎克——微生物的先驱者。自制单式显微镜，观察了许多微生物c.奠基期：生理学研究阶段，巴斯德——微生物学奠基人，科赫——细菌学奠基人了解：巴斯德：①创立细菌学说：生命来自生命，彻底否定自然发生说；②证实微生物是传染病、发酵腐败的原因；③疫苗接种（狂犬、霍乱、炭疽）；④发明消毒灭菌技术（巴氏灭菌）。科赫：①微生物系列研究方法：平板划线分离技术、染色技术、显微摄影技术；②分离纯化多种病原微生物；③科赫法则。d.发展期：生化研究研究阶段，发现微生物的代谢统一性；青霉素发现e.成熟期：现代生物学阶段，DNA双螺旋结构的发现5.微生物的五大共性（小、多、快、强、广）（1）体积小，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，种类多第一章原核生物的形态、构造和功能细菌1.细菌：一类细胞细而短，结构简单，细胞壁坚韧，多以二分分裂方式繁殖，水生性较强的单细胞原核生物。分布在温暖、潮湿和富含有机质的地方。2.细菌的个体形态：a.球菌（coccus）：呈球状或拟球状，直径0.2～1.25～2.0，大多数1umb.杆菌（bacillus）：基本呈杆状，种类、数量最多，（0.2·~1.0）um×（1.0~8.0）umc.螺旋菌（spirilla）：呈螺旋状。弧菌、螺菌、螺旋体d.特殊类型：三角形、矩形、柄细菌、鞘细菌等3.细菌细胞的染色观察4.细菌构造：5.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有关6.7.（1）G＋细菌：肽聚糖30－95％，立体网状结构＋磷壁酸（PO43-）肽聚糖单体组成（a）双糖单位：由N-乙酰葡糖胺（G）与一个N-乙酰胞壁酸（M）通过β-1，4-糖苷键连接而成（b）四肽侧链：连接在M分子上，四个氨基酸按L型与D型交替排列连接而成，即L-丙氨酸—D-谷氨酸—L-赖氨酸—D-丙氨酸（c）肽桥：在S.aureus中为甘氨酸五肽。这一肽“桥”的氨基端与前一肽聚糖单体肽“尾”中的第4氨基酸—D-丙氨酸的羧基相连接，而它的羧基端则与后一肽聚糖单体肽“尾”中的第3个氨基酸—碱性氨基酸L-赖氨酸相连接，从而使前后两个肽聚糖单体交联起来（2）G-细菌：外壁层（脂多糖＋磷脂）；内壁层，肽聚糖5－20％肽聚糖含量占细胞壁的10%弱，一般由1～2层网状分子构成，厚度仅为2～3nm。与革兰氏阳性细菌的差别仅在于：①肽尾的第3个氨基酸为内消旋二氨基庚二酸（m-DAP）；②没有特殊的肽桥，其前后两个单体间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第3氨基酸—mDAP直接连接而成，故机械强度弱8.G＋细菌磷壁酸的主要生理功能①因带负电荷，故可与环境中的Mg２+等阳离子结合，提高这些离子的浓度，以保证细胞膜上一些合成酶维持高活性的需要②与M第6位上的羟基结合从而在纵向上加强了肽聚糖的结构；③保证革兰氏阳性致病菌（如A族链球菌）与其宿主间的粘连（主要为膜磷壁酸）；④赋予革兰氏阳性菌以特异的表面抗原；⑤提供某些噬菌体以特异的吸附受体9.G-细菌脂多糖（LPS）功能：①类脂A是G－细菌致病物质——内毒素的物质基础②与磷壁酸相似，也有吸附Mg2+、Ca2+等阳离子以提高这些离子在细胞表面的浓度的作用③由于LPS结构的变化，决定了革兰氏阴性细菌细胞表面抗原决定簇的多样性④是许多噬菌体在细胞表面的吸附受体10.革兰氏染色的步骤：（1）初染、（2）媒染剂、（3）脱色、（4）复染G+细菌细胞壁较厚，结晶紫－碘复合物留在了细胞壁内，故使菌体呈初染液的深紫色。G-细菌细胞壁薄，透性加大，结晶紫－碘复合物被抽提出来，因此细菌呈复染液的红色。11.细胞膜的功能：a.控制细胞内、外的物质运送、交换b.维持细胞内正常渗透压的屏障作用c.合成细胞壁各种组分和荚膜等大分子的场所d.进行氧化磷酸化和光合磷酸化的产能基地e.许多酶和电子传递链组分的所在部位f.鞭毛的着生点和提供其运动所需的能量等12.间体：细胞膜内褶形成的一种管状、层状或囊状的结构，一般位于细胞分裂部位或其附近。功能主要是促进细胞间隔的形成并与遗传物质的复制及其相互分离有关。在革兰氏阳性菌中，间体较为明显。13.聚-β-羟丁酸（PHB）显微镜下折光性很强的小体，细菌特有的碳源类贮藏物，不溶于水，具有贮藏能量、碳源和降低细胞内渗透压的作用。可作易降解且无毒的医用塑料器皿和外科用的手术针及缝线。（一种常见的颗粒贮藏物）14.糖被的功能①保护细菌免受干旱损伤，对一些致病菌来说，可保护它们免受宿主白细胞的吞噬；②贮藏养料，以备营养缺乏时重新利用；③堆积某些代谢废物；④通过荚膜或其有关构造可使菌体附着于适当的物体表面LL环P环S-M环C环15.鞭毛的构造：基体基体鞭毛丝鞭毛丝鞭毛钩形鞘钩形鞘16.证明鞭毛有无的四种方法①最直接方法，电子显微镜观察；②在光学显微镜下，特殊的鞭毛染色法；③在暗视野显微镜中，对水浸片或悬滴标本，可根据菌体是否运动来判断鞭毛的存在与否。④凭肉眼观察来初步判断鞭毛是否存在：A.半固体直立柱穿刺线上群体扩散情况B.琼脂平板培养基上的菌落形态17.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，称为芽孢。芽孢具有极强的抗热、抗辐射、抗化学药物和抗静水压等的能力，并具有较强的休眠能力。折光性强，壁厚，不易着色，需用强染色剂和加热染色。18.芽孢抗热的机制渗透调节皮层膨胀学说芽孢的抗热性在于芽孢衣对多价阳离子和水分的透性差及皮层的离子强度高，皮层有极高的渗透压去夺取核心部分的水分，造成皮层充分膨胀，而核心部分形成高度失水状态，因而产生极强的耐热性。19.伴孢晶体少数芽孢杆菌，如Bacillusthuringiensis在形成芽孢的同时，在芽孢旁形成菱形或双椎形的碱溶性蛋白晶体－－δ内毒素，称为伴孢晶体。20.菌落：由单个微生物细胞在固体培养基表面（或内部）生长繁殖所形成的一堆肉眼可见的、有一定形态构造的子细胞集团，称为菌落。菌苔：由某一纯种的大量细胞密集地接种到固体培养基表面，长成的各“菌落”连成一片的群体，称为菌苔。21.细菌在固体培养基上（内）的群体形态湿润、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。放线菌22.放线菌(actinomycetes)是一类呈菌丝状生长、主要以孢子繁殖、陆生性强的原核生物。23.放线菌的形态构造根据菌丝形态和功能分为三类：基内菌丝：吸收营养物质和排泄代谢废物气生菌丝：分化形成孢子丝。分生孢子：最常见孢子丝：形成孢子，进行生长繁殖。分生孢子：最常见24.无鞭毛借孢子无鞭毛借孢子孢囊孢子孢囊孢子有鞭毛繁殖方式有鞭毛基内菌丝断裂基内菌丝断裂借菌丝借菌丝任何菌丝片段任何菌丝片段25.放线菌的群体特征在固体培养基上①基内菌丝与培养基结合紧密，不易挑起；②菌落边缘有辐射的菌丝，称为辐射状菌丝；③生长后期表面形成紧密的绒毛状或坚实、干燥、不透明、多皱的表面，上面常有一层色彩鲜艳的干粉；④可形成絮状或颗粒状的典型菌落，菌落的正反面颜色往往不一致，菌落边缘培养基的平面有变形现象；⑤有特殊气味（土霉气味）等。蓝细菌26.蓝细菌一类进化历史悠久、革兰氏染色阴性、无鞭毛、含有叶绿素a、具有放氧性光合作用的原核生物，也称蓝藻或蓝绿藻。个体形态：单细胞球状、园柱状、丝状或分枝状串生。蓝细菌存在共生现象，如蓝细菌与真菌共生形成地衣，与满江红共生形成鱼腥藻等27.蓝细菌的繁殖a.单细胞蓝细菌：二分裂b.丝状蓝细菌：除二分裂外，还可通过菌丝断裂形成段殖体进行繁殖。支原体、立克次氏体和衣原体28.支原体是一类无细胞壁的、对渗透压具有很强抗性的、能离开活细胞而独立生活的最小的革兰氏阴性生物体。特点①有细胞膜、但无细胞壁；②形成油煎蛋状细小菌落。主要以二分裂方式繁殖。③有DNA和RNA两类核酸；④对抗生素敏感，对干扰素不敏感。29.立克次氏体是一类只能寄生在真核细胞内的革兰氏阴性原核微生物与支原体的主要不同：有细胞壁，不能进行独立生活（酶系统不完全）。与衣原体的不同：细胞较大，无滤过性，合成能力较强，且不形成包涵体30.衣原体是一类能通过滤菌器、营严格的细胞内寄生，在宿主细胞内生长繁殖有独特发育周期的原核细胞型微生物。单细胞真菌-酵母菌丝状真菌-霉菌单细胞真菌-酵母菌丝状真菌-霉菌大型子实体真菌-蕈菌1.真菌真菌显微藻类显微藻类真核微生物原生动物原生动物2.真菌的特点：①无叶绿体，不能进行光合作用；②营养方式为异养吸收型；③细胞壁多含几丁质；④一般具有发达的菌丝体，呈顶端生长；⑤有性或无性繁殖；⑥陆生性较强，最适温度为20-30℃。酵母菌3.假菌丝：进行一连串的芽殖后，如果长大的子细胞与母细胞并不立即分离，其间仅以极狭小的面积相连，这种藕节状的细胞串就称假菌丝。真菌丝：细胞相连，且其间的横隔面积与细胞直径一致，这种竹节状的细胞串称为真菌丝4.细胞膜的功能：a．调节细胞外溶质运送到胞内的渗透屏障b．胞壁等大分子成分的生物合成和装配基地c．部分酶合成和作用的场所5.酵母菌的菌落a.有湿润、较光滑、有一定的透明度、容易挑起、菌落质地均匀以及正反面和边缘、中央部位的颜色都很均一等。b.较大、较厚、外观较稠和较不透明的菌落。c.酵母菌菌落的颜色比较单调，多数都呈乳白色或矿烛色，少数为红色，个别为黑色。d.凡不产生假菌丝的酵母菌，菌落更为隆起，边缘十分圆整。而产大量假菌丝的酵母，菌落较平坦，表面和边缘较粗糙。e.酵母菌的菌落一般还会散发出一股悦人的酒香味霉菌6.菌丝：营养体的基本单位，菌丝分成无隔菌丝和有隔菌丝两大类。有隔菌丝又分为：单核有隔菌丝、多核有隔菌丝。7.真菌孢子在适宜固体培养基质上发芽生长，产生菌丝和由许多分枝菌丝相互交织而成的一个菌丝集团即菌丝体菌丝体基本类型：营养菌丝体、气生菌丝体8.气生菌丝体主要特化成各种形态的子实体。子实体是指在其里面或上面可产生孢子的、有一定形状的任何构造。9.真菌的孢子：课本P62表格10.霉菌的菌落特征霉菌的菌落形态较大，质地一般比放线菌疏松，外观干燥，不透明，呈现或紧或松的蛛网状、绒毛状或棉絮状；菌落与培养基的连接紧密，不易挑取，菌落正反面的颜色和边缘与中心的颜色常不一致等。11.四大类微生物的细胞形态和菌落特征的比较：课本P63表格蕈菌12.锁状联合：形成喙状突起而联合两个细胞的方式不断使双核细胞分裂，从而使菌丝尖端向前延伸。第三章病毒与亚病毒病毒病毒至少在3个方面不同于活细胞：①结构简单，没有细胞结构②几乎所有的毒粒中只含有DNA或RNA③在细胞外不能增殖，不能象原核和真核一样进行细胞分裂。病毒主要有三种基本形态：球状：接近球形的颗粒，大多数动物人、真菌病毒杆状：砖形、线形、子弹状，包括大多数植物昆虫病毒蝌蚪状：由球状的头部和杆状的尾部结合而成的颗粒，如大肠杆菌T-噬菌体。病毒粒的对称体制螺旋对称、二十面体对称、复合对称（螺旋对称和二十面对称相结合）烈性噬菌体：在短时间内可连续完成5个阶段而实现繁殖的噬菌体温和噬菌体：不是宿主细胞裂解的细胞噬菌体的繁殖一般可分五个阶段，即吸附→侵入→增殖(复制与生物合成)→成熟(装配)→裂解（释放）噬菌体效价的测定一步生长曲线：定量描述烈性噬菌体生长规律的实验曲线称为一步生长曲线。分潜伏期，裂解期，平稳期温和噬菌体侵入宿主细胞而不引起宿主细胞裂解，即称溶源性或溶源现象。其宿主细胞称为溶原菌。类病毒9.亚病毒不具有真病毒的形态结构，能利用非自身编码的酶系统进行复制，有侵染性，并可在宿主中引起症状。亚病毒主要有类病毒、拟病毒和朊病毒10.朊病毒又称蛋白质侵染因子，是一类不含核酸的传染性蛋白质分子，因能引起宿主体内现成的蛋白质分子发生与其相似的构象变化，从而使宿主致病。第四章微生物的营养和培养基微生物的六种营养要素1.营养物质:“营养上的统一性”六大营养物质：碳源、氮源、能源、生长因子、无机盐、水2.碳源主要功能①细胞中的碳素来源；②提供微生物生长发育所需的能量。对一切异养微生物来说，其碳源同时又兼作能源，因此，这种碳源又称双功能营养物。3.氮源的主要功能提供合成原生质和细胞其他结构的氮素来源，一般不提供能量。4.无机盐大量元素：凡是生长所需浓度在10-3~10-4mol/L范围内的元素，可称为大量元素，如K、Ca、Na、Mg、S、P、Fe等；微量元素：凡所需浓度在10-6~10-8mol/L范围内的元素，称为微量元素，如Mn、Cu、Zn、Co、Mo等。5.水的主要作用：a.细胞物质的组成成分；b.生物化学反应的介质；c.细胞内各种物质的基本溶剂；d.调节细胞内的温度，保持生活环境温度的恒定。微生物的营养类型6.微物生分为自养型和异养型两类。自养微生物能在完全无机的环境中繁殖、生长，具有完备的酶系，能利用CO2或以碳酸盐为碳源，以氨或硝酸盐为氮源，合成细胞有机物质。异养型微生物合成能力较差，需要较为复杂的有机化合物才能生长，主要以有机碳化合物为碳源，氮源为有机或无机物。营养物质进入细胞的方式7.磷酸转移酶系统①热稳定载体蛋白(HPr)激活（HPr被PEP磷酸化）细胞内高能化合物磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)的磷酸基团，把HPr激活：②糖被磷酸化后进入质膜内膜外环境中的糖先与外膜表面的酶IIc结合，再转运至内膜表面。这时，糖被P—HPr上的磷酸激活，依次通过酶ⅡaⅡb作用将磷酸—糖释放到细胞内。培养基8.选用和设计培养基的4个原则1.目的明确实验室：不计较成本，重复性要强；大生产：考虑成本2.营养协调：C/N比3.理化适宜：pH、渗透压和水活度、氧化还原势4.经济节约9.根据微生物的种类，培养基分类a.细菌：牛肉膏b.放线菌：高氏一号c.霉菌：PDAd.酵母菌：PDA第五章微生物的新陈代谢1.新陈代谢：是指发生在活细胞中的各种分解代谢和合成代谢的总和。分解代谢：指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、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[H]形式的还原力一起合成复杂的大分子的过程。微生物的能量代谢2.生物氧化的3种类型：呼吸、无氧呼吸和发酵。呼吸：底物按常规方式脱氢后，经完整的呼吸链（又称电子传递链）递氢，最终由分子氧接受氢并产生水和释放能量（ATP）的过程。由于呼吸必须在有氧的条件下进行，因此又称有氧呼吸无氧呼吸：又称厌氧呼吸，是指一类呼吸链末端的氢受体为外源无机氧化物（少数为有机氧化物）的生物氧化，是一种在无氧条件下进行的、产能效率较低的特殊呼吸。发酵：在无氧等外源氢受体的条件下，底物脱氢后所产生的还原力[H]未经过呼吸链传递而直接交给某一内源氧化性中间代谢物的一类低效产能反应。微生物独特合成代谢途径3.固氮微生物①自生固氮菌：固氮菌科②共生固氮菌：根瘤菌科③联合固氮菌4.好氧菌固氮酶避氧害机制1.好氧性自生固氮菌的抗氧保护机制：呼吸保护、构象保护（耐氧蛋白）2.蓝细菌固氮酶的抗氧保护机制异形胞、时间差（白天光合夜晚固氮）3.豆科植物根瘤菌固氮酶的抗氧保护机制根瘤菌以只能生长不能分裂的类菌体（bacteroids）形式存在于豆科植物的根瘤中。第六章微生物的生长及其控制测定生长繁殖的方法1.测生长量a.以数量变化对微生物生长情况进行测定1.培养平板计数法2.膜过滤培养法3.显微镜直接计数法b.以生物量为指标测定微生物的生长1.比浊法2.重量法3.生理指标法微生物的生长规律2.单细胞微生物的典型生长曲线典型的生长曲线可分为：迟缓期，对数期，稳定期和衰亡期详见：课本P154~P1573.高密度培养（highcell-densityculture,HCDC):指微生物在液体培养中细胞群体密度超过常规培养的10倍以上。影响微生物生长的主要因素4.微生物生长繁殖的pH值大多数细菌、放线菌喜欢生活在中性偏碱的环境中，细菌最适的pH在7.0~8.0之间，放线菌的最适pH在7.5~8.5之间；酵母菌和霉菌适合在偏酸的条件下生长，霉菌的最适pH值在4.0~5.8之间，酵母菌在3.8~6.0之间。5.依据有无超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶分类：有害微生物的控制6.高温灭菌：7.石炭酸系数：在一定时间内被试药剂能杀死全部供试菌的最高稀释度与达到同效的石炭酸的最高稀释度的比率。第七章微生物遗传变异与育种1.概念：遗传型：又称基因型，指某一生物个体所含有的全部遗传因子的总和。表型：指某一生物体所具有的一切外表特征及内在特征的总和，变异：指生物体在某种外因或内因的作用下所引起的遗传物质结构或数量的改变，即遗传型的改变。其特点是出现频率低、可稳定遗传。饰变：指不涉及遗传物质的改变而只发生在转录、转译水平上的表型变化。其特点是在整个群体中普遍出现，不能稳定遗传。遗传变异的物质基础2.3个经典实验a..经典转化实验b.噬菌体感染实验c.植物病毒的重建实验3..基因突变和诱变育种4.基因突变的特点①不对应性；②自发性；③稀有性；④独立性；⑤诱变性；⑥稳定性；⑦可逆性基因突变自发性和不对应性实验证明三个经典实验：变量实验、涂布实验、影印实验5.转座因子：在染色体组中或染色体组间能改变自身位置的一段DNA顺序。插入序列，转座子，Mu噬菌体修复机制：①光复活作用，②暗修复，又称切除修复6.7.诱变育种的几个工作原则（1）选择简便有效的诱变剂（2）挑选优良的出发菌株（3）处理单孢子（或单细胞）悬液（4）选用最适剂量（5）充分利用复合处理的协同效应（6）利用和创造形态、生理与产量间的相关指标（7）设计采用高效筛选方案8.营养缺陷型的筛选方法①诱变处理②淘汰野生型：抗生素法，③捡出缺陷型④鉴定缺陷型基因重组与杂交育种四种方法：转化，转导，接合，原生质体融合转导是利用缺陷噬菌体为媒介，将供体