微生物考试复习资料

一细菌根据生物进化水平和多个形状上的差别，分为原核生物（涉及镇细菌和古细菌）、真核微生物和非细胞微生物细菌的构造：普通构造有细胞壁、细胞膜、细胞质、核区、内含物、间体。特殊构造有鞭毛、菌毛、性菌毛、糖被（荚膜，粘液层）和芽孢细胞壁的普通构造以肽聚糖为基本成分G+和G-细胞壁构造比较：G+细胞壁厚度大（20~80nm）化学成分简朴涉及：肽聚糖，磷壁酸。G-细胞壁厚度较G+薄，层次多，成分复杂，肽聚糖层薄（２~３nm），故机械强度较弱，有外膜（脂多糖，外膜蛋白）细胞壁功效１固定细胞外形２协助鞭毛运动３确保细胞分裂４制止大分子有害物质５保护细胞免受外力损害６细胞壁与细菌的抗原性致病性以及噬菌体的敏感性亲密有关肽聚糖分子由肽和聚糖两部分构成，其中肽涉及四肽尾和肽桥，聚糖由Ｎ-乙酰葡糖胺（Ｇ）Ｎ-乙酰胞壁酸（Ｍ）两种单糖互相间隔连接肽聚糖单体由：１、双糖单位：一种Ｎ-乙酰葡糖胺（Ｇ）通过β-1,4-一糖苷键与一种Ｎ-乙酰胞壁酸（Ｍ））相连。β-1,4-一糖苷键易被溶菌酶（由AlexanderFleming亚历山大弗莱明发现）所水解。２、四肽尾：四个氨基酸分子按L、D型交替连接（L-Ala,D-Glu,L-Lys,D-Ala）3、肽桥G+和G-肽聚糖差别1、G-四肽尾的第三个氨基酸分子不是L-Lys而是内消旋二氨基庚二酸（m-DAP）所替代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四个氨基酸D-Ala与乙肽尾的第三个氨基酸m-DAP的氨基酸直接相连，因而只形成较稀疏，机械强度较差的肽聚糖网套缺壁细胞：１、Ｌ型细菌：专指实验室或宿主体内通过自发突变而形成的遗传性稳定的细胞壁缺损菌株２、原生质体：指在人为条件下，用溶菌酶除尽原有细胞壁或用青霉素克制新生细胞壁合成后，所得到的仅有一层细胞膜包裹的圆球状渗入敏感细胞３、球状体：又称原生质球，指还残留了部分细胞壁的原生质体４、支原体：指在长久进化过程中形成，适应自然条件的无细胞壁的原核生物革兰氏染色机制：通过结晶紫液初染和碘液媒染后，在细菌的细胞膜内可形成不溶于水的结晶紫与碘的复合物（CIV）G+由于细胞壁较厚，肽聚糖网层次多和交联致密，故与脱色剂乙醇或丙酮解决时，因失水而使网孔缩小，再加上它不含类脂，故脱色剂解决不会溶出缝隙，因此能把结晶紫与碘的复合物牢牢留在壁内，使其保持紫色。而G-因其细胞壁薄，外膜层类脂含量高，肽聚糖层薄和交联度差，遇脱色剂乙醇后，以类脂为主的外膜快速溶解，这时薄而松散的肽聚糖网不能阻挡结晶紫和碘复合物的溶出，因此细胞褪色为无色。这时，再经沙黄等红色染料复染，就使G-细菌呈红色，而G+呈最初的紫色或紫红色细胞膜的构造：液态镶嵌模型１、膜的主体是脂质双分子层２、脂质双分子层含有流动性３、整合蛋白因其表面呈疏水性，故可“溶”与脂质双分子层的疏水性内层中4、周边蛋白55表面含有亲水基团，故可通过静电吸引力与脂质双分子层表面的极性头相连５、脂质双分子间或脂质与蛋白质分子间无共价结合６、脂质双分子层犹如海洋，周边蛋白可在其上做漂浮运动，，而整合蛋白则像冰山沉醉在其中作横向移动（图）芽孢：概念：某些细菌在其生长发育后期，在细胞内形成的一种圆形或椭圆形、厚壁、含水量低、抗逆性强的休眠构造（图）。形成过程：芽孢轴丝形成细胞膜内凹形成前芽孢前芽孢隔阂形成前芽胞发育成熟开始合成芽孢衣芽孢衣形成并形成皮层芽孢囊裂解游离芽孢发芽并长成营养细胞形成轴丝。芽孢的萌发过程１、活化：通过短期加热或用低ＰＨ，还原剂的解决引发２、出芽：芽孢透性增加，皮层膨胀、溶解和消失，水分进入芽孢核心，合成细胞壁、DNA、RNA和蛋白质，变成营养细胞３、生长：开始有繁殖能力二放线菌放线菌概念：是一类重要呈菌丝状生长和以孢子繁殖的陆生性较强的原核生物链霉菌的形态构造：链霉菌呈丝状分枝，菌丝直径很细，在营养生长阶段，菌丝内无隔，普通呈单细胞的多核状态，当其孢子落在固定基质表面并发芽后，就不停伸长，分枝并以放射状向基质表面和内层扩展，形成大量色浅，较细的含有吸取营养和排泄代谢废物功效的基内菌丝，同时在其上又不停向空间方向分化出颜色较深，直径较粗的分枝菌丝――气生菌丝，很快，大部分气生菌丝成熟，分化成孢子丝，并通过横隔分裂方式，产生成串的分生孢子（图）三、蓝细菌蓝细菌与红螺菌目的区别：蓝细菌：类似绿色植物的非光合磷酸化反映，反映过程中会释放O2，是好氧生物。红螺菌目光合细菌：较原始的循环光合磷酸化生物，反映过程中不放氧为厌氧生物四、酵母菌酵母菌的特点：１、个体普通以单细胞状态存在２、多数营出芽繁殖３、能发酵糖类产能４、细胞壁常含甘露聚糖５、常生活在含糖量较高、酸度较大的水生环境中酵母菌的细胞壁：厚约25nm，重量达细胞干重的25%重要成分为酵母纤维素，呈三明治状――外层为甘露聚糖，内层为葡聚糖，都是分枝状聚合物，中间夹着一层蛋白质（酵母菌的细胞壁可用由Helixpomatia玛瑙螺胃液制成的蜗牛消化酶水解从而形成酵母原生质体）真菌丝：酵母细胞相连，其间的横隔面积与细胞直径一致，则这种竹节状的细胞串称为真菌丝。假菌丝：酵母芽殖时，子细胞与母细胞不立刻分离成的藕节状细胞串，称为～酵母菌的细胞膜：由３层构造构成，重要成分为蛋白质(约占干重50%)，类脂(40%)和少量糖类酵母菌的生活史：又叫生命周期，是指上一代生物个体经一系列生长、、发育阶段而产生下一代个体的全部过程１、营养体既能以单倍体也能以二倍体形式存在（S.cerevisiae酿酒酵母）２、营养体只能以单倍体形式在，特点是营养细胞为单倍体；无性繁殖以裂殖方式进行；二倍体细胞不能独立生活，存在时间很短（Schizosaccharomycesoctosporus八孢裂殖酵母）3、营养体只能以二倍体形式存在，特点：营养体为二倍体，存在时间较长，单倍体阶段仅以子囊孢子形式存在，不能独立生活（Saccharomycodealudwigii路德类酵母）五、霉菌霉菌的营养菌丝体的特化形态：１、假根：是Rhizopus（根霉属）等低等真菌匍匐菌丝与固体基质接触处分化出来的根状构造，含有吸取营养等功效２、匍匐菌丝：毛霉目真菌在固体基质上常形成与表面平行、含有延伸功效的菌丝３、吸器：是一种只在宿主细胞间隙蔓延的营养菌丝上分化出来的短枝，可入侵细胞内形成指状，球状或丝状的构造，用以吸取宿主细胞内养料而是不使其致死４、附着胞５、附着枝６、菌索７、菌环和菌网8、菌核有性孢子有：酵母属，接合酵母属，德氏腐霉，根霉，毛霉，脉孢菌，红曲，蘑菇，香菇；无性包子：地霉属，掷孢酵母属Candidaalbicans,壶菌，根霉，毛霉，曲霉，青霉，白地霉，总状毛菌霉，假丝酵母，六、病毒病毒的基本构造是衣壳和核心病毒的对称体制只有两种：螺旋对称（有包膜：流感病毒狂犬病毒，无包膜TMVE.colif1fdM13）和二十面体对称（有包膜：疱疹病毒，无包膜Фx174噬菌体）。尚有以这两种堆成方式相结合的复杂对称（有包膜：痘病毒，无包膜E.coliT偶数噬菌体）三种典型形态的病毒：１、烟草花叶病毒（TMV）：螺旋对称的植物病毒，杆状，核心为ssRNA。2.腺病毒：二十面体对称的动物病毒。３、E.coliT偶数噬菌体：复合对称的代表病毒的核酸类型：ssDNA：线状：无，环状M13噬菌体。DsDNA：线状：E.coli的T系，环状：铜绿假单胞菌PM2噬菌体ssRNA线状：E.coli的MS2DsRNA线状多个真菌病毒噬菌体的繁殖：分为五个阶段，即吸附、入侵、增殖（复制与生物合成）、成熟（装配）和裂解（释放）烈性噬菌体——在短时间内能持续完毕吸附、侵入、增殖、成熟和裂解五个阶段，实现本身繁殖的噬菌体，称为烈性噬菌体，反之称为温和噬菌体E.coliT偶数双链DNA噬菌体是按早期，次早期和晚期基因的次序来进行转录，转译和复制的效价：每毫升试样中所含有的含有侵染性的噬菌体的粒子数，又称噬菌斑形成单位数或感染中心数一步生长曲线：定量描述烈性噬菌体生长规律的实验曲线，反映3个特性参数潜伏期、裂解期和裂解量。（图）潜伏期：指噬菌体的核酸侵入宿主细胞后至第一种成熟噬菌体粒子装配前的一段时间，分为隐晦期和胞内累积期。裂解期：紧接在潜伏期后的宿主细胞快速裂解、溶液中噬菌体粒子急剧增多的一段时间。平稳期：指感染后的宿主细胞全部裂解，溶液中噬菌体粒子效价达最高点的时期烈性噬菌体与温和噬菌体生活周期的关系（图）溶源性：温和噬菌体的侵入并不引发宿主细胞裂解称为～，凡能引发溶源性的噬菌体即称温和噬菌体，而其宿主就称溶源菌微生物的营养微生物的六类营养要素：碳源、氮源、能源、生长因子、无机盐、水。碳源：有机碳源：糖、烃、核酸和复杂蛋白，实验室惯用：葡萄糖、牛肉膏；无机碳源：CO2、NaHCO3。氮源：含有分子N在内的全部化合物都能成为微生物的N源。能源：化能物质化能异样微生物：碳源化能自样微生物：不同碳源获得能源的方式光能：光能自养和异养微生物生长因子：是调节微生物正常代谢所必需，但不能用简朴的碳、氮源合成的有机物。如维生素、氨基酸、嘌呤、嘧啶等。用量较少。无机盐：微量的矿质元素，需量10-3~10-4mol/L，如P、S、K、Ca、Mg、Fe；水：微生物适于在水活度aw＝0.6～0.9的范畴内生长营养物质进入细胞的方式：微生物通过细胞膜的渗入和选择吸取作用从外界吸取营养，细胞膜运输营养物质有四种方式：单纯扩散、增进扩散、主动运输和基团移位。单纯扩散：动力是浓度差，无载体蛋白参加。亲水性分子，O2、CO2、乙醇和某些氨基酸分子。增进扩散：借助细胞膜上底物特异性载体蛋白，不耗能，动力为浓度差。例如：E.coli对甘油的吸取。主动运输：需提供能量ATP或质子动势，并通过细胞膜上载体蛋白的构象变化，使膜外低浓度的溶质运入膜内。（无机离子、有机离子、糖类）基团移位：需特异性载体蛋白参加，又需耗能，特点是溶质在运输前后会发生分子构造的变化。E.coli磷酸转移酶系统（PTS）磷酸转移酶系统：即磷酸烯醇式丙酮酸－己酸磷酸转移酶系统（E.coli基团位移运输糖类重要就靠它进行）该系统由24种蛋白构成，运输某一具体糖类最少有４种蛋白参加，其特点是每输入一种葡萄糖分子就要消耗一种ATP的能量。葡萄糖转运过程：１、热稳载体蛋白（HPr）的激活：细胞内高能化合物磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)的磷酸基团通过酶I的作用而把HPr激活：PEP+HPrPyr(丙酮酸)+P~HPr2、糖经磷酸化而运入细胞膜内：膜外环境中的糖分子先与细胞膜外表面上的底物特异膜蛋白――酶IIC结合，接着糖分子被由P~HPr酶IIa酶IIb逐级传递来的磷酸基团激活，最后通过酶IIC再把这一磷酸糖释放到细胞质中。培养基培养基有1、天然培养基：玉米浆、花生粉、豆浆粉、牛肉膏，蛋白胨，麦芽汁培养基等2、组合培养基：成分精确，含高纯化学试剂葡萄糖铵盐培养基、淀粉硝酸盐培养基，蔗糖硝酸盐培养基3、半组合培养基：化学试剂＋天然成分马铃薯蔗糖培养基伊红美蓝乳糖培养基EMB（鉴别性培养基）大肠与EMB产生混合酸发酵，与伊红梅兰反映使大肠杆菌呈绿色的金属光泽微生物的新陈代谢新陈代谢：是分解代谢（异化作用）与合成代谢（同化作用）的总和，其本质是指细胞内外进行的一系列有序的生物化学反映。复杂分子(有机物)简朴分子+ATP+［H］能量代谢的本质：将最初能源转换成生命可运用的通用能源ATP生物氧化：指发生在活细胞内的一系列产能性氧化反映的总称。生物氧化的功效：产ATP、产[H]、产小分子中间代谢物。生物氧化的形式：与氧结合、脱氢、失去电子底物脱氢的四条途径：以葡萄糖为底物的生物氧化，脱氢通过EMP、HMP、ED、TCA四条途径。EMP途径：又叫糖酵解途径，它以一分子葡萄糖为底物，在第十步时产生２分子丙酮酸，在第六步时产生２分子NADP+H+,在第七步和第十步时各产生２分子ATP，其中有２分子ATP在途径中被消耗，最后产２分子ATP。（图）HMP途径：又叫磷酸戊糖途径、磷酸葡萄糖酸途径，它以六分子葡糖-6-为底物，生成12分子NADP+H+，６分子CO2,5分子葡糖-6-磷酸，12分子NADP+H+经呼吸链生成36分子ATP，路过消耗一分子后剩35分子。ED途径：又叫2-酮-3-脱氢-6-磷酸葡糖酸路过，在嗜糖假单胞菌和运动发酵单细胞菌中发现。TCA循环即三羧酸循环，是丙酮酸通过一系列循环式反映而彻底氧化、脱羧，形成CO2、水和NADH2的过程葡萄糖经不同脱氢途径后产能效率（图）呼吸的方式：好氧呼吸，无氧呼吸，发酵。好氧呼吸：是一种最普遍又最重要的生物氧化或产能方式，是一种递氢和受氢都必须在有氧条件下完毕的生物氧化作用无氧呼吸：又称厌氧呼吸，指一类呼吸链末端的氢受体为无机或有机氧化物的生物氧化发酵：指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]未经呼吸链传递而直接交某一内源中间代谢物接受，以实现底物水平磷酸化产能的一类生物氧化反映。典型的呼吸链：生物的呼吸链氢或电子的传递次序普通为：NAD(P)FP(黄素蛋白)Fe.S(铁硫蛋白)CoQ(辅酶)CytbCytcCyta3（图）自丙酮酸出发的六条发酵途径：１、同型酒精发酵，在酿酒酵母中进行，产物为乙醇２、同型乳酸发酵，产物为乳酸３、丙酸发酵，产为丙酸和琥珀酸４、混合酸发酵，产物为甲酸，CO2，H2，乙酸，乙醇５、2,3-丁二醇发酵，产物为2,3-丁二醇６、丁酸型发酵，产物为CO2，H2，乙酸,丁酸,丁醇,丙酮,2-丙酮.异型乳酸发酵：凡葡萄糖经发酵后除重要产生乳酸外，还产生乙醇、乙酸和CO2等多个产物的发酵称为～（通过HMP）与之相对应的是同型乳酸发酵（EMP），只单纯产生２分子乳酸异型乳酸发酵的典型途径：运用葡萄糖时发酵产物为乳酸，乙醇，CO2，并产生一分子水，和一分子ATP；运用核糖时产物为乳酸，乙酸，两分子水和两分子ATP。运用果糖时产物为乳酸，乙酸，甘露醇，CO2异型乳酸发酵的双歧杆菌途径：２葡萄糖可产生３乙酸，２乳酸和５ATP（图）同型乳酸发酵与两种异型乳酸发酵的比较（图）Stickland反映是一种氨基酸作底物脱氢（即氢供体），而以另一种氨基酸作氢受体而实现生物氧化产能的独特发酵类型。他的产能机制是通过部分氨基酸的氧化与某些氨基酸的还原相偶联的独特发酵方式。（供：丙亮异亮苯丙丝组色氨酸，受：甘脯烃脯鸟精色氨酸）无机底物脱氢后，氢或电子进入呼吸链的部位（图）正向传递产ATP，逆向传递则消耗ATP并产还原力［Ｈ］十、CO2固定自养微生物的CO2固定四条途径分别为：Calvin循环、厌氧乙酰-CoA途径、逆向TCA循环途径和烃基丙酸途径。１、Calvin循环分为三个阶段：1)羧化反映３个核酮糖－１，５－二磷酸羧化酶将3分子CO2固定，并形成6个3-磷酸甘油酸分子。2）还原反映（6个）3-磷酸甘油酸的羟基被还原成醛基。3）CO2受体的再生：（5个）甘油醛-3-磷酸经糖分子重排形成核酮糖-5-磷酸在磷酸核酮糖激酶的催化下转变成（3个）核酮糖-1，5-二磷酸。2、厌氧乙酰-CoA途径：CO2先被还原成CHO-THF、CH3–THF，在转变成CH3–B12，另一种CO2在CO脱氢酶的催化下，形成CO-X，与CH3–B12一起形成CH3-CO-X，由它进一步转变成乙酰-CoA，生成乙酸，或者在丙酮酸合成酶的催化下与第三个CO2分子结合，形成丙酮酸。十一、生物固氮的机制生物固氮反映的六要素：ATP、还原力[H]及其传递载体、固氮酶、还原底物N2、镁离子、厌氧环境乙炔还原法（测定固氮酶活力）固氮的生化途径N2+8[H]+18~24ATP2NH3+H2+18~24ADP+18~24Pi固氮途径中还原一种N2分子，理论上需要6个电子，事实上需要8个，其中2个消耗在产生H2上固氮酶的产H反映：当固氮菌在缺N2的环境下，可将H+还原为氢气释放，在有N2环境下，把75%还原力［Ｈ］还原为N2蓝细菌固氮酶的抗氧化机制：蓝细菌（放氧性光合生物）固氮酶的特殊保护系统有1）分化出特殊的还原性异形胞：异形胞体积大细胞外有较厚的外膜，它能制止氧气进入细胞，异形胞内缺少产氧光合系统II且脱氢酶和氢化酶活性高，是异形细胞能维持很强的还原态2）非异形胞蓝细菌固氮酶的保护十二、微生物的生长规律生长曲线（图）：分为4个阶段，延滞期，指数期，稳定时，衰亡期。延滞期指少数单细胞微生物接种到新鲜培养液中后，在开始培养的一段时间内，因代谢系统适应新环境的需要，细胞数目没有增加的一段时期。指数期指在生长曲线中紧接着延滞期的一段细胞数以几何级数增加的时期。延滞期的特点：生长速率常数为0，细胞形态变大或增加，细胞内的RNA含量增高，原生质呈嗜碱性，合成代谢活跃，对外界不良条件的理化因素反映敏感。指数期的特点：生长速率常数R最大，细胞进行平衡成长，酶系活跃，代谢旺盛。稳定时的特点：生长速率常数R=0衰亡期的特点：个体死亡速度超出新生速度，整个群体成负增加状态十三、微生物的遗传变异三个典型实验1）典型转化实验F.Griffith以肺炎链球菌为研究对象（S型有荚膜菌落表面光滑致病，R型无荚膜菌落外观粗糙，不致病）（图）2）噬菌体感染实验。3）植物病毒的重建实验DNA存在的七大水平：细胞水平、细胞核水平、染色体水平（染色体数，染色体倍数）、核酸水平（核酸种类构造DNA长度大肠埃希氏菌K-124.60MB酿酒酵母S288B13.00MB枯草芽孢杆菌1684.20MB）、基因水平、密码子水平、核苷酸水平基因水平是生物体内一切含有复制能力的最小遗传功效单位，物质基础是一条以直线排列含有特定核苷酸序列的核酸片段质粒：凡游离于原核生物核因组以外，含有独立复制能力的小型共价的闭合环状的dsDNA分子，即cccDNA就是质粒严紧型复制控制：质粒的复制行为与和染色体的复制同时叫~松弛型复制控制：质粒的复制行为与和染色体的复制不同时叫~R质粒又叫R因子是可分离到同时对许多抗生素或化学