福州大学《微生物》课件及真题.docx

福州大学《微生物》课件及真题.docx

《福州大学《微生物》课件及真题.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《福州大学《微生物》课件及真题.docx（209页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

福州大学《微生物》课件及真题

福州大学《微生物》课件

第一章绪论

一、什么是微生物？

二、微生物的特点

1．个体小，面积大——五大共性的基础与关键

2．吸收多，转化快

&例1：

Candidautilis（产朊假丝酵母）合成蛋白质的能力比大豆强100倍，比食用公牛强10万倍。

&例2：

Escherichiacoli（大肠杆菌）在1h内可分解其自身重2000倍的乳糖（约为人类的3,000,000倍）。

3．生长旺，繁殖快

&例：

E.coli在合适条件下每12.5~20min繁殖一代，如按每20min分裂一次，则每1h可分裂3次，每24h可分裂72次，生成4722366500万亿个（重约4722吨）,48h数目为2.2×1043个（约等于4000个地球之重）。

4．适应强，易变异

&例1：

对“极端环境”具有惊人的适应力

&例2：

青霉素产生菌Penicilliumchrysogenum（产黄青霉）的产量变异

20U./1943→5~100,000U./目前

&例3：

致病菌对抗生素的抗药性变异

Staphlococcusaurreu（金黄色葡萄球菌）：

0.02g/ml/1943→耐药量提高10,000倍

5．分布广，种类多

分布广：

“无孔不入”、“无处不在”

种类多：

20万种→50~600万种

三、微生物学的发展史

1．史前期

指人类还未见到微生物个体尤其是细菌细胞之前的一段漫长的时期，大约距今8000年前~公元1676年。

代表人物和主要成就

✧我国劳动人民的酿酒制曲技术

✧对传染病及其规律的认识

2．初创期——形态学期

1676年列文虎克用自制的单式显微镜观察细菌个体~1861年（近200年）。

代表人物和主要成就：

荷兰业余科学家——微生物学先驱者列文虎克

3．奠基期——生理学期

1861年巴斯德根据曲颈瓶试验彻底推翻生命的自然发生说并建立胚种学说~1897年。

代表人物和主要成就

✧法国的巴斯德（1822-1895）——微生物学的奠基人、微生物学之父

Ø创立巴氏消毒法（63℃30min；72℃15sec）。

Ø奠定传染病微生物病原说的基础，发明制造疫苗和预防接种的方法。

Ø否定微生物的自然发生说，建立胚种学说。

✧德国医生科赫（1843-1910）——细菌学的奠基人

Ø1884年科赫提出确定病原菌的原则——科赫法则。

Ø建立研究微生物的一系列重要方法

Ø建立分离和纯化微生物的平板分离法

4．发展期

1897年德国人E.Buchner用无细胞酵母菌压榨汁中的酒化酶对葡萄糖进行酒精发酵成功，开创微生物生化研究的新时代。

5．成熟期

1953.4.25年J.D.Waston和H.F.C.Crick在英国的《自然》杂志上发表DNA双螺旋模型，生命科学进入分子生物学阶段。

四、微生物学的发展促进了人类进步

1．医疗保健战线上的“六大战役”

2．工业发展过程中的“六个里程碑”

3．微生物学促进了农业的进步

4．微生物与生态和环境保护的关系

5．微生物学对生物学基础理论研究的贡献

五、微生物学及其分科

1．什么是微生物学？

2．微生物学的分科

第二章原核微生物的形态和构造

原核微生物：

细胞核无核膜包裹，只存在称作“核区”（拟核）的裸露DNA的原始单细胞生物，不进行有丝分裂，细胞质中无叶绿体、线粒体等细胞器。

三菌三体

✧三菌：

细菌（含古细菌）、放线菌、蓝细菌

✧三体：

支原体、衣原体、立克次氏体

第一节细菌（bacterium）

一、细菌的形态大小

1．基本形态

球形：

单球菌、双球菌、四联球菌、八叠球菌、链球菌、葡萄球菌。

杆状：

短杆菌、长杆菌、链杆菌、棒杆菌、梭杆菌。

螺旋形：

弧菌、螺菌、螺旋体。

2．特殊形态：

三角形、方形、圆盘形等

3．异常形态：

畸形和衰颓形

4．细菌大小

测量：

在显微镜下用显微测微计（镜台测微尺和目镜测微尺）测量。

长度单位：

um（10-6m）、nm（10-9m）（亚细胞结构）、埃（10-10m）

表示方法

✧球菌：

直径（0.2-1.5um）

✧杆菌：

宽×长（0.5-1um×1-5um）

✧螺旋菌：

宽、长、螺距

二、细菌细胞构造

（一）

（一） 细胞壁（cell wall）

1．根据细胞壁结构不同，可分为革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌

革兰氏阳性菌

✧肽聚糖：

N-乙酰葡萄糖胺（G）和N-乙酰胞壁酸（M）通过β-1,4糖苷键相连。

✧磷壁酸：

分为脂磷壁酸（或称膜磷壁酸）和壁磷壁酸

革兰氏阴性菌

✧脂多糖（LPS）：

G-特有的外膜的主要成分，由O-特异测链（O-多糖，O-Ag，O-specificsidechain）、核心多糖（corepolysaccharide）和类脂A（lipidA）组成。

2．革兰氏染色机制

由丹麦医生C.Gram于1884年创立，其基本操作分为初染、媒染、脱色和复染四个步骤。

3．细胞壁功能

4．缺壁细菌：

L-型细菌、原生质体、支原体

5．古细菌的细胞壁：

成分复杂多样，有的含假肽聚糖、杂多糖，有的以蛋白质为主。

✧假肽聚糖：

N-乙酰葡萄糖胺与N-乙酰塔罗糖胺糖醛酸通过β-1,3糖苷键相连。

（二）

（二） 细胞膜（又称细胞质膜、质膜或内膜）（cell membrane）

1．结构

2．功能

（三）（三） 间体（mesosome）

由细胞膜内褶形成的一种囊状结构，其内充满管状或层状的泡囊，多见于G+细菌。

每个细胞含一至数个。

可能与DNA复制、分配及细胞分裂有关。

（四）（四） 细胞质（cytoplasm）

1．细胞内含物

异染粒（metachromaticgranules）：

多聚偏磷酸盐的聚合物，具有贮藏磷元素和能量、降低渗透压的作用。

聚β－羟丁酸（poly-β-hydroxybutirate，PHB）：

贮存碳源、能源和降低渗透压的作用。

硫粒：

硫元素的贮藏体。

作为好氧硫细菌的能源和厌氧硫细菌的电子供体。

H2S→S→SO4-2

糖原：

淀粉粒和肝糖

脂肪粒

羧酶体（carboxysome）：

又称羧化体，含有1,5-二磷酸核酮糖羧化酶，为CO2固定的关键酶。

气泡（gasvesicles）：

调节细胞比重和吸收空气作用。

2．细胞质功能

（五）（五） 核质体（nuclearbody）：

又称核区、拟核、原核或核基因组。

一个大型环状裸露的dsDNA分子。

（六）（六） 糖被（glycocalyx）

1．类型：

荚膜、菌胶团、粘液层

2．荚膜成分：

一般是多糖，少数是多肽或蛋白质，也有多糖与多肽复合型的。

3．荚膜功能：

保护菌体免受干旱损伤；

抵抗宿主白细胞吞噬；

贮藏养料；

堆积代谢废物；

表面附着作用；

多个细菌共处于一个荚膜内，形成菌胶团，具有沉降功能，可用于污水处理；

细菌间的信息识别作用。

4．荚膜与生产实践的关系

&例1：

Leucomostocmesenteroides的葡聚糖荚膜已用于生产代血浆的主要成分——右旋糖酐、葡聚糖凝胶制剂；

&例2：

用产菌胶团的菌进行污水处理等；

&例3：

危害——食品变质发粘；增强致病力；造成严重龋齿等。

（七）（七） 质粒（plasmid）

核外遗传物质，小型共价闭合环状dsDNA，能够独立复制；

数量不定，0～几十个/细胞，非必不可少；

常带有某些重要功能基因，有些质粒携带抗药性遗传信息；

在遗传工程中可作为目的基因的载体；

易在细胞之间传递。

（八）（八） 鞭毛（flagellum）

1．特点：

生长在某些细菌表面的长丝状、波曲的蛋白质附属物，具有运动的功能。

直径0.01-0.02um，长15-20um.

2．观察方法

直接观察法：

电镜、光镜（悬滴法、染色法、暗视野）

间接判断法：

半固体穿刺培养、平板菌落形态

3．结构

4．着生方式

5．运动机制

（九）（九） 菌毛（又称纤毛、伞毛、线毛或须毛）（fimbria）

1．特点：

长在细菌体表的一种纤细（直径3-10nm）、中空、短直、数量较多（250-300根）的蛋白质附属物，在革兰氏阴性菌中较为常见。

功能是使细菌较牢固地粘附在宿主（呼吸道、消化道、泌尿生殖道的粘膜）表面上。

2．性菌毛（pilus）：

在不同性别的菌株间传递DNA片段，有的性菌毛还是RNA噬菌体的特异性吸附受体，常见于革兰氏阴性菌的雄性菌株中。

（一十）（十） 芽孢（endospore）

1．特点：

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型的抗逆性休眠体，称为芽孢。

每个细胞仅形成一个芽孢，无繁殖功能。

2．芽孢类型

3．产芽孢细菌：

好氧性的芽孢杆菌属（Bacillus）和厌氧性的梭菌属（Clostridium）

4．芽孢的构造

5．芽孢的形成

6．芽孢的萌发

7．芽孢的抗热机制----渗透调节皮层膨胀学说

（十一）伴孢晶体（parasporalcrystal）

少数芽孢杆菌（如苏云金芽孢杆菌）在其形成芽孢的同时，会在芽孢旁形成一颗菱形或双锥形的碱溶性蛋白晶体（即δ-内毒素），称为伴孢晶体。

伴孢晶体是一种毒蛋白，对鳞翅目、双翅目和鞘翅目昆虫和线虫具有毒杀作用，可作为生物农药。

三、细菌的繁殖方式：

裂殖为主

二分裂繁殖（binaryfission）

三分裂（trinaryfission）

复分裂（multiplefission）：

蛭弧菌类

四、细菌的群体形态

（一）在固体培养基上（内）的群体形态

1．菌落（colony）和菌苔（bacteriallawn）

2．细菌的菌落特征

3．菌落的应用

菌种的分离纯化

菌种的鉴定与保藏

微生物的选种与育种

微生物的计数与测定

（二）在半固体培养基上（内）的群体形态：

穿刺接种法

（三）在液体培养基上（内）的群体形态：

浑浊、沉淀、气泡、菌膜

第二节放线菌（actinomycetes）

一、放线菌的形态构造：

以链霉菌属为例

单细胞，细胞呈丝状分枝，菌丝直径≈细菌直径

菌丝及孢子形态

✧基内菌丝（营养菌丝，一级菌丝）

✧气生菌丝（二级菌丝）

✧孢子丝

✧分生孢子

二、放线菌的繁殖方式：

横割分裂

细胞膜由外向内凹陷收缩形成横割膜，从而使孢子丝分割成许多原分生孢子，壁膜同时内陷缢缩成一串串成熟分生孢子。

三、放线菌的生活史

四、放线菌的群体特征

菌落特征：

干燥、不透明、表面呈紧密的丝绒状，常覆盖一层色彩鲜艳的干粉状孢子；菌落和培养基连接紧密，难以挑取；菌落的正反面颜色常常不一致，以及菌落边缘培养基的平面有变形现象。

液体培养：

液清不混而成球或球沉底现象等。

第三节其他原核微生物

一、蓝细菌（cyanobacteria）

又称蓝藻（bluealgae）或蓝绿藻（blue-greenalgae），一类G-、无鞭毛、含有叶绿素a（不形成叶绿体），好氧，能进行放氧性光合作用的大型（3~10m，60m）原核生物。

进化历史悠久：

21-17亿年

分布：

广泛，水体、土壤及部分动植物体内外，以及其他恶劣环境（高低温,盐湖,荒漠和冰原等），素有“先锋生物”之美称。

二、支原体（mycoplasma）

一类无细胞壁、细胞膜含甾醇，介于独立生活和细胞内寄生生活的最小型原核生物。

菌落：

油煎蛋状

繁殖方式：

二分裂和出芽

对抗生素敏感性

✧对抑制细胞壁合成的抗生素不敏感

✧对抑制蛋白质合成的四环素与红霉素以及破坏甾体的细胞膜结构的两性霉素与制霉菌素很敏感

生化性质

✧对渗透压敏感：

无细胞壁，只能在等渗或高渗培养基中生长与繁殖；

✧营养需求高：

能在含血清、酵母膏和甾醇等营养丰富的培养基上生长；

✧产能代谢：

多数能发酵糖类产能；

✧基因组很小：

仅在0.6~1.1Mb左右（约为E.coli的1/4~1/5）。

三、衣原体（chlamydia）

一类在真核细胞内营专性能量寄生的小型革兰氏阴性原核生物。

衣原体的生活史

四、立克次氏体（rickettsia）

一类专性寄生在真核细胞内的革兰氏阴性原核生物。

发现：

1909年，美国医生H.T.Ricketts（1871-1910）首次发现落基山斑疹伤寒的独特病原体并被夺去生命，故名。

与支原体的区别：

有细胞壁、不能独立生活

与衣原体的区别：

细胞较大，无滤过性、存在产能代谢系统

第三章真核微生物

真核微生物：

细胞核具有核膜，能进行有丝分裂，细胞质中存在线粒体或同时存在叶绿体等细胞器的微小生物。

✧真菌

Ø酵母菌

Ø霉菌

Ø大型真菌（蕈菌）

✧显微藻类

✧原生动物

第一节酵母菌（yeast）

一、酵母菌的形态大小

1．细胞大小：

2.5~10um×4.5~21um，约为细菌细胞的5-10倍。

2．细胞形态：

球形、椭圆形、卵圆形、柱形、香肠形等。

二、酵母菌的细胞结构

1．1．细胞壁（三明治状）

外层—甘露聚糖

中间—蛋白质

内层—葡聚糖

此外含有少量类脂和几丁质。

酵母菌原生质体的制备

✧蜗牛消化酶：

纤维素酶、甘露聚糖酶、葡聚糖酶、几丁质酶和脂酶等30余种酶类。

2．2．细胞膜：

含丰富的麦角甾醇—维生素D的前体

3．3．细胞质

4．4．细胞核：

具有真核（核膜、核仁），核膜是一种双层单位膜，上有核孔。

核内有半透明的染色体。

5．5．细胞核外遗传物质：

线粒体DNA，2um质粒DNA

6．6．液泡：

具有贮藏营养物和水解酶类、调节渗透压的功能。

7．7．微体：

圆形或卵圆形，单位膜，参与甲醇与烷烃的氧化。

8．8．线粒体：

通常呈球状或杆状，具双层膜，内膜向内折叠形成嵴，嵴的两侧均匀地分布基粒。

功能：

呼吸代谢的场所。

进行氧化磷酸化，为细胞运动、物质代谢、运输提供能量。

&酵母：

兼性好氧微生物。

✧有氧条件下，线粒体发育良好，呼吸代谢旺盛。

✧无氧条件下，线粒体分解为无嵴的、没有氧化磷酸化功能的线粒体，呼吸代谢微弱。

9．9．鞭毛

三、酵母菌的繁殖方式

1．无性繁殖

芽殖：

大部分酵母

裂殖：

如裂殖酵母属的八孢裂殖酵母

掷孢子：

掷孢酵母属等少数酵母菌产生的无性孢子，外形呈肾状。

2．有性繁殖：

形成子囊和子囊孢子，如接合酵母属的各种酵母。

3．酵母菌的生活史（生命周期）：

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。

单双倍体型：

如酿酒酵母

单倍体型：

如八孢裂殖酵母

双倍体型：

如路德类酵母

四、酵母菌的菌落特征

与细菌菌落相似，表面湿润、光滑，比细菌菌落大而厚，外观较粘稠，较不透明，多数呈乳白色，少数为红色，个别为黑色；生长在固体培养基表面，易用针挑起；菌落质地均匀，正反面和边缘、中央部位颜色一致；酵母菌的菌落一般还会散发出一股悦人的酒香味。

第二节丝状真菌—霉菌（mold）

一、霉菌菌丝的形态结构

1．1．菌丝类型：

真菌营养体的基本单位——菌丝

无隔菌丝

✧长管状单细胞，多核

✧生长表现为菌丝的延长和细胞核的增多

✧低等真菌的菌丝类型

有隔菌丝

✧多细胞，每个细胞含一个至多个核，隔膜上有单孔或多孔，相邻细胞间可进行物质交换。

✧高等真菌的菌丝类型

2．真菌菌丝的细胞结构

与酵母菌相似，有完整的细胞核（核膜、核仁、染色体）、线粒体、80S核糖体、内质网、液泡、泡囊、膜边体（类似细菌的间体）。

细胞壁：

成分随细胞的不同发育阶段、不同进化地位而改变。

✧越低等、水生的真菌：

以纤维素为主

✧较高等、陆生的真菌：

以几丁质为主

膜边体：

位于壁膜间，由单位膜包围或折叠成管状、囊状、球状、卵圆状等，与细菌的间体相似。

二、霉菌菌丝体的分化

1．按功能分

营养菌丝体：

密布在培养基基质内，吸收营养物。

气生菌丝体：

伸展在空气中，部分气生菌丝体分化成繁殖菌丝，产生孢子。

2．营养菌丝体的特化形态

3．气生菌丝体的特化形态（子实体）

结构简单的子实体

✧曲霉属和青霉属：

分生孢子头

✧根霉属和毛霉属：

孢子囊

✧担子菌的担子：

产生有性孢子

结构复杂的子实体

✧分生孢子器、分生孢子座、分生孢子盘：

产生无性孢子

✧子囊果（闭囊壳、子囊壳、子囊盘）：

产生有性孢子

三、霉菌的繁殖方式

1．无性繁殖

菌丝繁殖：

菌丝末端延伸生长

孢子繁殖：

产生无性孢子

✧孢囊孢子

✧分生孢子

✧节孢子

✧厚垣孢子

2．有性繁殖

有性繁殖过程

✧质配、核配、减数分裂

常见的有性孢子

✧卵孢子

✧接合孢子

✧子囊孢子

✧担孢子

四、霉菌的群体特征

1．菌落特征

菌落形态较大，质地疏松，外观干燥，不透明，呈现或松或紧的蛛网状、绒毛状、棉絮状或毡状；菌落与培养基间的连接紧密，不易挑取，菌落正面与反面的颜色、构造以及边缘与中心的颜色、构造常不一致等。

2．液体培养特征

静止培养：

菌丝往往在液体表面生长，液面上形成菌膜。

震荡培养：

菌丝可相互缠绕在一起形成菌丝球，亦可形成絮片状，与震荡速度有关。

小结

真菌的生物学特征小结

真核微生物与原核微生物的区别

单细胞微生物与丝状微生物菌落特征的比较

第四章病毒（viruses）

真病毒（病毒）：

至少含有核酸和蛋白质两种组分

亚病毒

✧类病毒：

只含有独立侵染性的RNA组分

✧拟病毒：

只含不具独立侵染性的RNA组分

✧朊病毒：

只含单一蛋白质组分

第一节病毒

一、病毒的特点

形体极其微小：

可通过细菌滤器；

没有细胞构造，称为分子生物；

主要成分为蛋白质和核酸（DNA或RNA）；

既无产能酶系也无蛋白质合成系统；

在活细胞内营专性寄生；

对一般抗生素不敏感，但对干扰素敏感；

有些病毒的核酸可整合到宿主的基因组中，并诱发潜伏性感染。

二、病毒的分类

根据宿主分

✧微生物病毒

✧动物病毒

✧植物病毒

根据核酸类型分

✧DNA病毒（ssDNA,dsDNA）

✧RNA病毒（ssRNA,dsRNA）

✧RNADNA病毒（ssRNA,dsDNA）

三、典型病毒粒子的构造

基本构造——核衣壳

✧核心（core）：

由DNA或RNA组成

✧衣壳（capsid）：

由衣壳粒蛋白组成

非基本构造

✧包膜（envelope）：

类脂双层膜，含蛋白质或糖蛋白

✧刺突（spike）

四、病毒的对称体制（virusSymmetry）

螺旋对称（helicalsymmetry）：

Tobaccomosaicvirus（TMV）.

二十面体对称（icosahedron）：

Adenovirus

复合对称（complexviruses）：

T4bacteriophage

✧噬菌体的形状

五、病毒的繁殖方式

Attachment（adsorption）吸附

Penetration（injection）侵入

Replication增殖

✧Earlystepsinreplication

✧Nucleicacidreplication

✧Synthesisofproteinsubunits

Assemblyandpackaging装配

Release释放（裂解）

六、病毒的群体特征

包涵体（inclusionbody）：

具有一定形态、构造并能用光镜观察和识别的特殊群体。

空斑（plaque）：

动物病毒在宿主单层细胞培养物上形成。

枯斑（lesion）：

植物病毒在植物叶片上形成。

噬菌斑（plaque）：

一个噬菌斑是由一个噬菌体粒子形成。

✧噬菌体效价：

每ml试样中所含有的具侵染性的噬菌体粒子数，又称噬菌斑形成单位数（pfu）或感染中心数。

✧噬菌体效价的测定方法：

双层平板法

✧成斑率：

同一样品根据噬菌斑计算出来的效价与用电镜直接计数得到的效价之比。

七、一步生长曲线（Onestepgrowthcurveofvirusmultiplication）

定量描述烈性噬菌体生长规律的实验曲线

三个时期

✧潜伏期（latentphase）

Ø隐晦期（eclipsephase）

Ø胞内累积期（intracellularaccumulationphase）

✧裂解期（risephase）

✧平稳期（plateau）

八、溶源性（lysogeny）

溶源性：

温和噬菌体（temperatephage）侵入宿主细胞后，基因组整合到宿主的基因组上，并随宿主的复制而进行同步复制，不裂解宿主细胞（溶源菌lysogen）。

溶源菌：

指核染色体组上整合有前噬菌体并能正常生长繁殖而不被裂解的细菌（或其他微生物）。

✧前噬菌体：

整合到宿主核染色体组上的噬菌体核酸。

温和噬菌体

✧烈性噬菌体与温和噬菌体生活史的比较

✧温和噬菌体的三态：

整合态、营养态、游离态

✧温和噬菌体的表示方法

&例：

E.coliK12（λ）——表示一株带有λ前噬菌体的大肠杆菌K12溶源菌株

溶源菌

✧特性：

裂解性、免疫性、复愈性、溶源转变

✧溶源菌的检验方法

九、噬菌体与发酵工业

噬菌体污染的判断与检查

预防噬菌体污染的措施

✧决不使用可疑菌种：

溶源菌、不纯菌种

✧消灭噬菌体：

净化环境、控制活菌体排放、加强发酵系统的灭菌

✧选育和使用抗噬菌体菌株

✧定期轮换使用不同噬菌体谱系的生产菌种

✧药物防治：

金属螯合剂、抗菌素、表面活性剂等

污染噬菌体后的补救措施

✧尽快提取产品

✧使用药物抑制

✧改用抗噬菌体生产菌株

十、噬菌体在基因工程中的应用

运用DNA的体外操纵技术，把病毒改造成不同外源基因的优良载体，把任何动物、植物或微生物的目的基因导入到合适的受体系统中，从而获得具有新性状的“工程细胞”或“工程菌”。

E.coliLamdaphage：

载有外源遗传因子的重组Lamdaphage，侵入宿主细胞后，可整合到宿主核基因组上，进行同步复制和表达。

第二节亚病毒

一、类病毒（viroid）

一类只含RNA一种成分、专性活细胞内寄生的分子生物。

只在植物体中发现

1971年瑞士学者T.D.Diener发现马铃薯纺锤形块茎病类病