微生物学期末重点知识归纳

微生物学期末重点知识归纳微生物学作为生命科学领域的重要基础学科，其研究对象涵盖了细菌、真菌、病毒等各类微小生物。掌握其核心知识对于理解生命活动规律、疾病发生机制及生物技术应用均具有重要意义。本文将对微生物学的重点知识进行系统梳理，以期为同学们的期末复习提供有益参考。一、微生物的基本类群与形态结构（一）原核微生物原核微生物主要包括细菌、放线菌、支原体、衣原体、立克次体和蓝细菌等。其核心特征是细胞核无核膜包裹，仅有裸露的DNA区域，称为核质或拟核。1.细菌：形态多样，常见的有球菌、杆菌和螺旋菌。基本结构包括细胞壁、细胞膜、细胞质和核质。细胞壁是细菌细胞的重要特征，其主要成分为肽聚糖。革兰氏阳性菌细胞壁肽聚糖层厚，含有磷壁酸；革兰氏阴性菌细胞壁肽聚糖层薄，外有脂质双层构成的外膜，含脂多糖（LPS），其中的类脂A是内毒素的主要成分。细胞壁的结构差异不仅导致了革兰氏染色结果的不同，也与细菌的致病性、对药物的敏感性密切相关。细胞膜具有选择性透过、物质转运、能量转换、生物合成等多种功能。细胞质中含有核糖体（合成蛋白质的场所）、质粒（携带非必需遗传信息的环状DNA分子）等重要结构。某些细菌还具有特殊结构，如荚膜（具有抗吞噬、黏附等作用，与致病性相关）、鞭毛（运动器官）、菌毛（普通菌毛与黏附有关，性菌毛与遗传物质传递有关）及芽孢（某些细菌在不良环境下形成的休眠体，抵抗力极强，是灭菌效果的指示）。2.其他原核微生物：放线菌在形态上具有菌丝和孢子，其主要价值在于产生抗生素。支原体是无细胞壁的原核微生物，能通过滤菌器，是最小的能独立生活的微生物。衣原体和立克次体均为专性细胞内寄生的原核微生物，主要通过节肢动物传播或直接接触感染。（二）真核微生物真核微生物具有典型的细胞核结构，包括真菌、原生动物和藻类等，其中与医学和工业关系最为密切的是真菌。1.真菌：形态上可分为单细胞真菌（如酵母菌）和多细胞真菌（如霉菌）。酵母菌多呈圆形或椭圆形，以出芽繁殖为主要方式，也可进行有性繁殖产生子囊孢子。霉菌由菌丝和孢子构成，菌丝根据功能可分为营养菌丝、气生菌丝和生殖菌丝，孢子是其繁殖结构，分为无性孢子和有性孢子。真菌的细胞壁主要成分为几丁质。真菌在自然界中分布广泛，与人类关系密切，如用于酿酒、制酱的酵母菌，产生青霉素的青霉菌，也有引起皮肤癣病、深部感染的致病性真菌。（三）非细胞型微生物病毒是最主要的非细胞型微生物，其基本特征是：体积微小，能通过滤菌器；无细胞结构，仅由一种核酸（DNA或RNA）和蛋白质衣壳组成，部分病毒有包膜；必须在活的易感细胞内寄生，以复制的方式进行增殖。病毒的结构包括核心（核酸）和衣壳（蛋白质），二者共同组成核衣壳。有些病毒核衣壳外还有包膜，包膜表面常有刺突。病毒的复制周期包括吸附、穿入、脱壳、生物合成、组装与释放五个阶段。根据核酸类型、衣壳对称性、有无包膜等可对病毒进行分类。病毒与人类疾病关系极为密切，如流感、肝炎、艾滋病等均由病毒引起。二、微生物的营养与代谢（一）微生物的营养微生物的营养需求包括碳源、氮源、能源、生长因子、无机盐和水。根据碳源和能源的不同，可将微生物分为光能自养型、光能异养型、化能自养型和化能异养型四类。培养基是人工配制的适合微生物生长繁殖或积累代谢产物的营养基质，其配制需遵循目的明确、营养协调、理化适宜和经济节约的原则。培养基按物理状态可分为液体、固体和半固体培养基；按用途可分为基础培养基、营养培养基、选择培养基、鉴别培养基等。（二）微生物的代谢代谢是微生物生命活动的基本特征，包括分解代谢（异化作用）和合成代谢（同化作用）。1.产能代谢：微生物通过呼吸作用或发酵作用产生能量。呼吸作用又可分为有氧呼吸和无氧呼吸。有氧呼吸以氧气为最终电子受体，产能效率最高；无氧呼吸以无机氧化物（如硝酸盐、硫酸盐等）为最终电子受体，产能效率次之；发酵则以有机物为最终电子受体，产能效率最低。EMP途径、TCA循环是微生物产能代谢中的重要途径。2.合成代谢：微生物利用分解代谢产生的能量和中间产物，合成自身所需的大分子物质如蛋白质、核酸、多糖等。3.代谢调控：微生物通过酶的诱导与阻遏、反馈抑制等方式对代谢过程进行精确调控，以适应环境变化，经济有效地利用营养物质。三、微生物的生长繁殖与控制（一）微生物的生长繁殖细菌以二分裂方式进行无性繁殖。将少量细菌接种到适宜的液体培养基中，在适宜条件下培养，其生长过程具有一定的规律性，可绘制出一条生长曲线。典型的生长曲线可分为迟缓期、对数期、稳定期和衰亡期四个时期。对数期细菌的形态、生理特性较典型，对外界环境因素的作用敏感，常作为研究材料和发酵生产的种子。稳定期是代谢产物（如抗生素、外毒素）积累的重要时期。（二）影响微生物生长的环境因素主要包括温度、pH值、氧气、渗透压等。根据微生物对温度的适应范围，可分为嗜冷菌、嗜温菌、嗜热菌等。多数微生物最适生长pH在7.0左右（中性偏碱），但也有嗜酸或嗜碱微生物。根据微生物对氧气的需求不同，可分为专性需氧菌、微需氧菌、兼性厌氧菌、专性厌氧菌和耐氧厌氧菌。（三）微生物的控制物理方法：包括热力灭菌（如干热灭菌的焚烧、烧灼、干烤；湿热灭菌的煮沸、流通蒸汽、间歇蒸汽、高压蒸汽灭菌，其中高压蒸汽灭菌是最常用、最有效的灭菌方法）、辐射杀菌（如紫外线、γ射线）、滤过除菌、超声波杀菌等。化学方法：使用化学消毒剂（如酚类、醇类、醛类、氧化剂、卤素类、重金属盐类、表面活性剂等）和防腐剂。理想的化学消毒剂应具备杀菌谱广、作用迅速、穿透力强、毒性低、无残留、价格低廉等特点。灭菌、消毒、防腐、无菌、无菌操作等概念的准确理解和区分是本部分的重点。四、微生物的遗传变异与育种（一）微生物的遗传物质微生物的遗传物质主要是DNA，其主要载体是染色体。原核微生物的染色体通常为环状双链DNA分子，不形成核仁、核膜结构，称为核质。质粒是细菌染色体外的能自主复制的环状双链DNA分子，携带某些特定性状的遗传信息，如耐药性、致病性等，可通过接合、转化等方式在细菌间传递。（二）基因突变突变是微生物遗传物质发生的可遗传的改变，包括点突变和染色体畸变。基因突变具有自发性、稀有性、随机性、独立性、可诱变性、稳定性和可逆性等特点。（三）基因转移与重组微生物的基因重组方式主要有转化（受体菌直接摄取供体菌游离的DNA片段并整合到自身基因组中）、接合（通过性菌毛介导的供体菌与受体菌间的遗传物质传递）、转导（以噬菌体为媒介将供体菌的遗传物质转移给受体菌）和溶原性转换（温和噬菌体的DNA整合到宿主菌染色体上，使宿主菌获得新的遗传性状）。（四）微生物育种利用微生物的遗传变异特性，通过自然选育、诱变育种、杂交育种、基因工程等方法，可获得高产、优质或具有特定性状的微生物菌株，用于工业生产、农业应用和医学研究等领域。五、微生物的生态与免疫（一）微生物的生态微生物在自然界中分布广泛，土壤、水、空气、动植物体表及体内均有大量微生物存在。正常菌群是指在正常人体体表和与外界相通的腔道中定居的对人体无害的微生物群，其生理作用包括生物拮抗、营养作用、免疫作用和抗衰老作用等。当正常菌群与宿主之间的平衡被打破时，可引起微生态失调，导致疾病发生，这类微生物称为条件致病菌或机会致病菌。（二）感染与免疫病原微生物侵入机体并在一定部位生长繁殖，引起机体病理生理变化的过程称为感染。决定感染是否发生的因素包括病原微生物的致病性（毒力、侵入数量、侵入门户）和机体的免疫力。机体的免疫防御机制包括非特异性免疫和特异性免疫。非特异性免疫是生来就有的，对多种病原体都有防御作用，包括屏障结构（皮肤黏膜屏障、血脑屏障、胎盘屏障）、吞噬细胞（中性粒细胞、巨噬细胞）的吞噬作用、自然杀伤细胞的杀伤作用以及体液中的抗微生物物质（如补体、溶菌酶、干扰素等）。特异性免疫是后天获得的，具有特异性和记忆性，包括体液免疫（由B淋巴细胞介导，通过产生抗体发挥作用）和细胞免疫（由T淋巴细胞介导，通过效应T细胞发挥作用）。细菌的毒力物质包括侵袭力（如荚膜、黏附素、侵袭性酶类）和毒素（外毒素和内毒素）。外毒素是细菌在生长繁殖过程中合成并分泌到菌体外的毒性蛋白质，毒性强，有高度特异性；内毒素是革兰氏阴性菌细胞壁的脂多糖成分，只有当细菌死亡裂解后才释放出来，毒性较弱，无特异性，但可引起发热、白细胞反应、内毒素休克、弥散性血管内凝血（DIC）等全身性病理生理反应。六、微生物在工业、农业与医学中的应用微生物在工业上可用于生产食品（如酸奶、酱油、醋）、饮料（如啤酒、白酒）、抗生素、维生素、酶制剂、有机溶剂、生物农药、生物肥料等。在农业上，微生物可用于制作菌肥、植物生长调节剂、饲料添加剂，以及生物防治病虫害等。在医学领域，微生物不仅是许多疾病的病原体，也是疫苗、诊断试剂、抗生素、干