《食品微生物学》授课教案 第二章微生物主要类群的形态结构和功能文档格式.docx
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1、基本形态:
球菌
杆菌:
是细菌中种类最多的。
螺旋菌
2、细菌大小:
显微测微尺
(二)细菌细胞结构
分为基本结构和特殊结构。
基本结构是细胞不变部分,每个细胞都有,如细胞壁、膜、核。
特殊结构是细胞可变部分,不是每个都有,如鞭毛、荚膜、芽孢。
1、基本结构
1)细胞壁:
位于细胞表面,较坚硬,略具弹性结构。
功能:
维持细胞外形;
保护细胞免受机械损伤和渗透压危害;
鞭毛运动支点;
正常细胞分裂必需;
一定的屏障作用;
噬菌体受体位点所在。
另外与细菌的抗原性、致病性有关。
革兰氏染色:
CristeinGram,1884发明(Koch实验室)
凡是不能被乙醇脱色,呈蓝紫色,称为革兰氏阳性菌G+;
凡是经乙醇脱色,呈复染剂颜色,称为革兰氏阴性菌G-。
结果不同主要是细胞壁组成及结构差异造成的。
(1)
革兰氏阳性菌(以金黄色葡萄球菌为例):
细胞壁构成:
一连续层,厚20-80nm
化学组成:
主要是肽聚糖和磷壁酸
肽聚糖(粘肽、胞壁质):
大分子复合体,许多亚单位交联而成。
是细菌细胞壁特有成分,也是原核微生物特有成分(古生菌没有)
磷壁酸(垣酸):
G+特有成分。
(2)革兰氏阴性菌(以大肠杆菌为例):
内壁层:
厚2-3nm,单(双)分子层,由肽聚糖构成。
与G+区别:
交联低;
DAP取代L-Lys;
肽桥。
外壁层:
内层:
脂蛋白层,以脂类部分与肽聚糖相连。
中层:
磷脂层。
外层:
脂多糖层,脂多糖为G-特有成分。
2)细胞膜
高度选择透性膜,物质运输;
渗透屏障,维持正常渗透压;
重要代谢活动中心;
与壁、荚膜合成有关鞭毛着生点,供运动能量。
3)间体(中质体)
4)细胞核
5)核糖体
6)细胞质及内含物
2、特殊结构
1)荚膜:
某些细菌细胞壁外面覆盖着一层疏松透明粘性物质。
厚度不同,名称不同。
折光率低,负染法观察。
成分:
90%以上为水,余为多糖(肽)。
抵抗干燥;
加强致病力,免受吞噬;
堆积某些代谢废物;
贮存物。
2)鞭毛和菌毛
某些细菌表面一种纤细呈波状的丝状物,是细菌运动器官。
直径20-25nm,长超过菌体若干倍。
电镜或特殊染色法观察,悬滴法观察运动。
化学成分:
主要是蛋白质。
菌毛:
许多G-尤其是肠道菌,表面有比鞭毛更细,数目多,短直硬的丝状体。
3)芽孢
某些菌生长一定阶段,于营养细胞内形成一个内生孢子,是对不良有抗性的休眠体。
每一细胞仅形成一个芽孢,所以其没有繁殖功能。
芽孢有极强的抗热、辐射、化学药物和静水压的能力,休眠力惊人。
3、细菌的繁殖方式与过程
繁殖方式:
裂殖为主,少数有性接合。
菌落形态:
菌落colony:
由单个或少数几个细胞在固体培养基表面繁殖出来的,肉眼可见的子细胞群体。
形态包括大小、形状、隆起、边缘、表面状态、表面光泽、质地、颜色等等。
二、放线菌
(一)形态与结构:
由菌丝构成,直径0.2-1.2um,无横隔,仍是单细胞。
菌丝分为基内菌丝(营养菌丝)、气生菌丝、孢子丝
(二)繁殖
以无性孢子为主,菌丝断裂片段也可繁殖成新菌体。
孢子形成方式:
横隔分裂、孢囊孢子
(三)代表属及常见菌
1、链霉菌属:
90%抗生素,菌丝发育良好。
如龟裂链霉菌,灰色链霉菌
2、小单孢菌属
3、诺卡氏菌
4、放线菌属:
只有基内菌丝,不形成孢子,厌氧。
5、链孢囊菌属:
形成孢子囊,孢囊孢子。
三、其它几类原核微生物
(一)立克次氏体:
介于细菌、病毒之间,专性真核活细胞内寄生,不能人工培养。
不滤过,直径0.3-0.6um,存在与寄主细胞质和核中。
细胞球状或杆状,不运动。
G-,膜疏松,酶系统不完全,不完整的产能代谢,抵抗性差。
(二)支原体:
介于细菌、立克次氏体之间。
不具细胞壁,细胞膜含甾醇类。
G-,直径0.2-0.25um,可滤过。
已知可独立生活的最小的细胞型生物。
可人工培养,营养要求苛刻,油煎蛋菌落。
(三)衣原体:
介于立克次氏体、病毒之间。
可滤过,专性活细胞内寄生。
G-,"
能量寄生物"
。
(四)蓝细菌:
含叶绿素,进行放氧型光合作用的原核生物。
由于抵抗力和固氮能力,可在贫瘠沙滩荒岩上生长,称为"
先锋生物"
四、酵母菌
(一)形态大小
单细胞,无鞭毛。
细胞形态多样,常见球、卵、圆桶形。
大小在1-5umX5-30um之间。
(二)细胞结构
1、细胞壁:
厚0.1-0.3um,三层,由酵母纤维素组成(甘露聚糖、葡聚糖、蛋白、类脂)。
用蜗牛酶(heliase)破坏壁来制备原生质体。
2、细胞膜:
与原核基本相同,但含甾醇(麦角固醇)。
由于有细胞器分化,功能不及细菌多,主要是调节渗透压、吸收营养、分泌代谢物等
3、细胞质及内含物
4、细胞核:
真核:
双层单位膜,大量核孔,可见染色体,一个或几个核仁,核膜外有中心体。
5、线粒体:
含有一环状DNA。
呼吸酶系载体
6、核糖体:
细胞质中80S,线粒体70S。
(三)菌落特征:
与细菌相似,但大且厚。
(四)繁殖方式与生活史
1、繁殖方式
1)无性繁殖
(1)芽殖:
最普遍方式(过程)
(2)裂殖:
少数(裂殖酵母)
(3)无性孢子:
节孢子、掷孢子、厚垣孢子
2)有性繁殖
产生子囊和子囊孢子,过程:
质配--核配--减数分裂
3)形成孢子条件
营养充足强壮幼龄细胞;
适当温、湿度(25-30,80%);
空气要流通;
适当的生孢子培养基。
2、生活史
某种生物在整个发育阶段,有一个或几个同形或不同形的个体前后相继形成一个有规律的循环。
酵母菌有三种类型:
单倍体型:
八孢裂殖酵母
双倍体型:
路德类酵母
世代交替型:
酿酒酵母
五、霉菌
丝状真菌统称。
通常指菌丝体发达而又不产生大型子实体的真菌。
(一)形态和构造
营养体由菌丝构成,直径3-10um,菌丝再形成菌丝体。
菌丝:
无隔,多核单细胞,低等真菌;
有隔,多细胞,高等真菌。
菌丝体:
营养菌丝,伸入培养基吸收营养;
气生菌丝,向空中生成,形成繁殖器官。
(特化形式)
(二)繁殖与生活史
1、繁殖
1)无性孢子:
孢囊孢子:
内生孢子,毛、根、犁头霉
分生孢子:
外生孢子,最普遍
节孢子:
粉孢子,菌丝断裂形成
厚垣孢子:
真菌休眠体
2)有性孢子
卵孢子:
配子囊(雄器、藏卵器)
接合孢子:
同宗、异宗配合
子囊孢子:
形态多样。
子实体、子囊果
担孢子:
担子菌特征
2、生活史
霉菌指从一种孢子开始,经过一定的生长和发育,最后又形成同一种孢子为止。
(三)菌落:
疏松,绒毛状、絮状、蛛网状。
(四)分类
过去依据菌丝体及有性繁殖特征分为三纲一类,藻状菌纲、子囊菌纲、担子菌纲、半知菌类。
(五)常见常用霉菌
六、病毒
非细胞型生物,有区别于细胞型特征:
1、形体十分微小,滤过,电镜可见;
2、无细胞结构,分子生物,由核酸和蛋白组成,且一种病毒仅含一种类型核酸;
3、专性活细胞内寄生,有宿主专一性,无独立代谢酶系,依赖宿主自身复制;
4、对抗生素不敏感,对干扰素敏感。
概念:
病毒是超显微的,无细胞结构,专性活细胞内寄生,在活细胞外具一般化学大分子特征,一旦进入宿主细胞又具有生命特征。
根据宿主不同,可把病毒分为几类,如动物病毒、植物病毒、昆虫病毒、细菌病毒等。
(一)形态、结构和化学组成
1、大小:
nm,多在100nm左右。
2、病毒粒子(病毒颗粒)
成分:
核酸--核心核衣壳
蛋白--衣壳
包膜(类脂或脂蛋白)
病毒粒子对称体制:
螺旋对称(TMV)
廿面体对称(腺病毒)
功能:
核酸:
遗传物质基础
蛋白:
构成外壳,保护病毒免受核酸酶及其它因子破坏;
决定感染特异性;
决定抗原性。
3、噬菌体:
多为蝌蚪状,结构模式图。
头部为廿面体对称,尾部为螺旋对称。
4、群体形态:
病毒包涵体、噬菌斑
(二)繁殖(烈性噬菌体为例)
1、吸附:
分两阶段。
感染复数m.o.i
2、侵入:
头部DNA通过尾管注入至细胞中,外壳留在胞外。
自外裂解
3、增殖:
包括DNA复制和蛋白质合成。
双链DNA噬菌体三阶段转录:
4、成熟(装配):
潜伏期
5、裂解(释放):
裂解期
一步生长曲线:
裂解量:
每个被感染的细菌释放新的噬菌体的平均数。
(三)噬菌体与宿主关系
1、烈性噬菌体:
凡能引起宿主细胞迅速裂解的噬菌体。
敏感细菌。
2、温和性噬菌体:
噬菌体侵染宿主后,并不增殖,裂解,而与宿主DNA结合,随宿主DNA复制而复制,此时细胞中找不到形态上可见的噬菌体,这种噬菌体称为温和性噬菌体。
含有温和性噬菌体的细菌称为溶源性细菌lysogenic
(四)噬菌体分离检查与防治
1、分离检查(效价测定)
证实有噬菌体存在的依据:
宿主特异性;
噬菌斑、液体培养变清等。
1、双层平板法
2、单层平板法
3、玻片快速法
效价(titre),噬菌斑形成单位(pfu)
2、防治措施
1、消灭phage,杜绝其依赖生存条件。
2、选育和使用抗phage菌株。
3、菌种轮换使用。
4、药物防治:
加入某些金属螯合剂、表面活性剂。