微生物学Word格式.docx

微生物学Word格式.docx

《微生物学Word格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《微生物学Word格式.docx（33页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

研究微生物的种类，它们之间的相似性和区别，以及微生物的起源

③生态学规律：

研究不同微生物之间以及它们同环境之间的相互作用

④微生物同人类的关系

学习目的：

研究微生物及其生命活动规律是为了更好地利用、控制、改造微生物，为人类服务。

除了利用其对人类的有利作用外，还包括防止、消除微生物的有害活动或使之转害为利。

根本任务：

开发、利用、改善和保护有益的微生物，控制、消灭或改造有害微生物，为人类社会的进步服务。

广义的细菌：

是指一大类细胞核无核膜包裹，只有被称作核区的裸露DNA的单细胞生物。

狭义细菌：

是指一类细胞细短、结构简单、胞壁坚韧、多以二分裂方式繁殖和水生性较强的原核生物。

细菌对人类社会生活的影响：

1.有害影响:

动植物致病菌,引起食物和物品腐烂变质等。

2.有益作用:

细菌发酵产品生产,农业杀虫菌剂、细菌肥料生产，细菌浸矿，微生态制剂，污水处理等。

细菌个体的基本形态:

球状、杆状和螺旋状三大类型

细菌大小：

多数细菌细胞的直径约0.5mm,长度约0.5~5mm。

细胞壁概念：

是细胞最外的一层厚实、坚韧的外被，主要成分为肽聚糖，具有固定外形和保护细胞等多种功能。

细胞壁功能：

①固定细胞外形和提高机械强度，保护细胞免受外力的损伤；

②为细胞生长、分裂和鞭毛运动所必需；

③阻拦酶蛋白或抗生素等有害物质进入细胞；

④赋予细菌特有的抗原性和致病性（如内毒素），并与细菌对抗生素和噬菌体的敏感性密切相关。

1、革兰氏阳性细菌的细胞壁结构

特点：

细胞壁厚，20~80nm；

化学组分简单，一般含90%肽聚糖和10%磷壁酸。

真细菌细胞壁由无数肽聚糖单体以网状形式交联而成。

肽聚糖概念：

　肽聚糖是由N—乙酰胞壁酸（NAM）和N—乙酰葡糖胺（NAG）以及短肽链（主要是四肽）组成的大分子聚合物。

青霉素与五肽链的结构上非常类似，因此会竞争性地抑制肽基转移酶，使细胞壁的交联程序受阻，进而达到杀菌的目的。

（2）磷壁酸：

是结合在革兰氏阳性细菌细胞壁上的一种酸性多糖，是革兰氏阳性细菌所特有的成分之一。

2、革兰氏阴性细菌细胞壁结构

肽聚糖层很薄（仅2~3nm），在肽聚糖层外还有一个外膜，成分较复杂,。

类型甲肽尾上连接点肽桥乙肽连接点例

I第四氨基酸-CO.NH-直接相连第三氨基酸E.coli（G-）

II第四氨基酸-（Gly）5第三氨基酸S.aureus（G+）

III第四氨基酸-（肽尾）1~2-第三氨基酸M.luteus（G+）

IV第四氨基酸-D-Lys-第二氨基酸C.poinsettiae（G+）

（2）外膜：

a.是G-细菌细胞壁特有的结构，位于壁的最外层

b.化学成分是脂多糖、磷脂和若干种外膜蛋白

细胞壁缺损

①原生质体：

②球状体或原生质球：

③L型细菌：

④支原体：

特殊原核微生物细胞壁

●古生菌

进化途径与真细菌及真核生物相互独立的生物类群，主要包括一些嗜极菌，如甲烷菌、嗜盐菌和极端嗜热菌等。

1）、假肽聚糖细胞壁

2）、独特多糖细胞壁

3）、硫酸化多糖细胞壁

4）、糖蛋白细胞壁

5）、蛋白质细胞壁

6）、无细胞壁（热原体属

细胞质膜：

紧贴在细胞壁内侧、包围着细胞质的一层柔软、脆弱、富有弹性的半透性薄膜。

特点:

1.原核微生物的细胞膜一般不含胆固醇等甾醇（支原体除外）。

2.很多革兰氏阳性细菌可由细胞质膜内褶而形成囊状构造-间体（mesosome），其中充满着层状或管状的泡囊。

古生菌的细胞膜：

甘油、异戊二烯组成的植烷甘油醚。

古细菌细胞膜的特点

1）亲水头（甘油）与疏水尾（烃链）间通过醚键连接

2）长链烃是异戊二烯的重复单位

3）单分子层膜或单、双分子层混合膜

4）甘油的3C分子上连接磷酸酯基、硫酸酯基以及多种糖基等。

（磷脂酸、磷脂酰甘油、磷脂酰乙醇胺等）

5）膜上含独特脂类，如细菌红素、a-胡萝卜素、ß

-胡萝卜素、番茄红素、视黄醛。

细胞膜的功能

a） 

控制细胞内外物质的运送、交换；

b） 

维持细胞内正常渗透压的渗透屏障作用；

c） 

合成细胞壁各种组分（LPS、肽聚糖、磷壁酸）和荚膜物质等大分子的场所；

d） 

进行氧化磷酸化或光合磷酸化的产能基地；

e） 

参与能量代谢，在细菌中，电子传递链和ATP合成酶均位于细胞膜；

f） 

提供鞭毛的着生点并提供鞭毛运动所需能量。

细胞质（cytoplasm）:

是细胞质膜包围的除核区外的一切半透明、胶体状、颗粒状物质的总称。

1）、聚β-羟基丁酸

由β-丁酸单位形成的直链聚合物，集合成高度折射性的小球状物，随细胞老化更加突出。

能形成芽孢的细菌种类：

在杆菌中能形成芽孢的种类较多，在球菌和螺旋菌中只有少数菌种可形成芽孢。

芽孢特点

（1）芽孢是休眠构造而不是繁殖构造

（2）芽孢抗逆性极强

（3）芽孢休眠能力极强

芽孢的形成

两个核区的营养细胞：

两套染色体DNA

轴丝形成：

两套染色体DNA聚集在一起

芽孢的横隔膜形成：

前芽孢形成：

形成皮层：

两层膜之间形成芽孢肽聚糖等

开始合成芽孢衣：

在皮层外进一步形成芽孢衣

形成外壁、外壳

成熟

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，从而使皮层有极高的渗透压去夺取核心部分的水分，其结果造成皮层的充分膨胀，而核心部分的生命物质却形成高度失水状态，因而产生极强的耐热性。

芽孢有生命部位—核心部位含水量稀少（10%-25%），才是耐热机制的关键。

研究芽孢的意义：

1、分类鉴定、2、保存菌种、3、分离菌种、4、生物杀虫、5、灭菌标准

伴孢晶体

少数芽孢杆菌，例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－δ内毒素，称为伴孢晶体。

由于伴孢晶体对200多种昆虫尤其是鳞翅目的幼虫有毒杀作用，因而可将这类产伴孢晶体的细菌制成有利于环境保护的生物农药－细菌杀虫剂。

细菌其它休眠构造-孢囊

孢囊是固氮菌尤其是棕色固氮菌等少数细菌在缺乏营养的条件下，由营养细胞的外壁加厚、细胞失水而形成的一种抗干旱但不抗热的圆形休眠体，一个营养细胞仅形成一个孢囊，因此与芽孢一样只是休眠体。

孢囊在适宜的外界条件下，可发芽和重新进行营养生长。

糖被是某些细菌在一定营养条件下向胞外分泌出厚度不定的胶粘状物质包被于细胞壁的外表，此称为糖被。

糖被类型：

包裹在单个细胞壁上

有固定层的糖被

荚膜（capsule）

微荚膜（microcapsule）

呈松散状态、未固定的的糖被

粘液层（slimelayer）

包裹几个细胞或一群细胞

菌胶团（zoogloca）

光滑（Smooth,S-）型菌落——产荚膜的细菌在固体培养基上形成的菌落表面湿润、有光泽、呈粘液状，称S-型菌落。

粗糙（Rough,R-）型菌落——不产荚膜的细菌形成的菌落表面干燥、粗糙、称R-型菌落。

荚膜的形成条件

（1）荚膜的形成是微生物的遗传特征之一，是“种”的特征。

（2）荚膜的形成与组成明显受培养基成分和培养条件的影响（与环境密切相关）。

糖被的主要成分：

多糖、多肽或蛋白质，尤以多糖居多。

糖被的功能：

①保护作用：

免受干旱损伤或防止噬菌体的吸附和裂解；

保护它们免受宿主白细胞的吞噬，例如肺炎克雷伯氏菌；

②贮藏碳源和能源养料；

③作为透性屏障或（和）离子交换系统，可保护细菌免受重金属离子的毒害；

④表面附着作用，例如引起龋齿的唾液链球菌;

⑤细菌间的信息识别作用;

⑥堆积代谢废物。

荚膜的应用

提取葡聚糖以制备“代血桨”或葡聚糖生化试剂

食料的粘合剂

黄原胶：

作为石油开采中的钻井液添加剂，食品加工的添加剂等

表面层（surfacelayer,简称s层）

s层是一层包围在原核微生物细胞壁外、由大量蛋白质或糖蛋白亚基以方块型或六角型方式排列的连续层。

鞭毛:

生长在某些细菌体表的长丝状、波状弯曲的蛋白质附属物称为鞭毛，其数目为一至数十条，具有运动功能。

鞭毛的长约15~20mm，直径为0.01~0.02mm。

G-和G+的鞭毛

鞭毛的功能

与细菌运动有关，是原核生物实现其趋向性（taxis）的有效方式。

鞭毛的观察：

▪电镜

▪特殊鞭毛染色，在光学显微镜下观察

▪半固体穿刺培养

▪从固体培养基上的菌落形态判断

一般情况下：

菌落形状大，薄且不规则，边缘极不平整，可能有鞭毛。

菌落十分圆滑，边缘平整且相对较厚，可能没有鞭毛。

1、菌毛（fimbria）：

长在细菌体表的纤细、中空、短直、数量较多的蛋白质类附属物，具有使菌体附着于物体表面的功能。

比鞭毛简单，无基体等构造，直接着生于细胞质膜上。

直径一般3-10nm，每菌有250~300条。

多存于G-致病菌中，参与菌体吸附于宿主粘膜上皮细胞上。

性毛又称性菌毛（pilus）：

长度比菌毛长，数量少，每个细胞仅一至少数几根，其构造和成分与菌毛相同。

功能：

参与细菌结合作用，传递遗传物质。

细菌的繁殖

细菌一般为无性繁殖。

多数繁殖方式：

二分裂繁殖

少数其它方式：

三分裂，如绿色硫细菌

复分裂，如小型弧状细菌

芽殖，如芽生杆菌属

细菌的培养特征主要指细菌在固体、半固体和液体培养基中生长后所表现出的群体形态特征，不同的细菌有其固有的培养特征。

细菌的固体培养特征

菌落（colony）：

是指在固体培养基上，由一个细菌或孢子生长、繁殖形成的肉眼可见的群体。

菌落特征:

湿润,较光滑，较透明，较粘稠，易挑起，质地均匀，菌落正反面及边缘与中央部位的颜色一致。

生物学意义:

微生物分类鉴定的指征之一。

菌苔（bacteriallawn）：

是指在固体培养基上由许多细菌或孢子生长、繁殖形成的肉眼可见、相互连成一片的大量菌落群体。

不同的微生物种类，其菌落特征不同。

同一种菌在不同培养条件下菌落特征也不尽相同。

菌落的特征包括：

1、大小

2、颜色

3、透明度

4、表面状态

5、质地

6、边缘形态

7、隆起形状（正面观）

影响菌落形态的因素

1、邻近菌落

2、培养时间

3、培养基成分

4、培养温度

细菌菌落的特征

一般都较小，菌落与培养基结合不紧密，用接种针容易挑起，多数表面较光滑、湿润、较粘稠，易挑取，质地均匀，色泽多样。

2、细菌的半固体培养特征

半固体培养基：

含0.35-0.4%琼脂

穿刺接种法：

用途：

观察细菌是否扩散生长，判断细菌运动性及是否

含鞭毛。

3、细菌的液体培养特征

多数呈浑浊状，少数形成沉淀、菌醭、菌膜等。

放线菌（actinomyces）？

是一类呈菌丝状生长、主要以孢子繁殖和陆生性较强的原核生物。

2、放线菌的特点

原核

菌丝直径与细菌相仿

细胞壁的主要成分是肽聚糖

有鞭毛的放线菌孢子同细菌鞭毛相同

放线菌噬菌体同细菌的相似

pH值同多数细菌相似，呈碱性

DNA重组方式同细菌同

核糖体为70S

对溶菌酶敏感

同细菌有相同敏感的抗生素

高G+C类型，DNA（G+C）mol%为63%~78%

与人类的关系

有利：

抗菌素；

酶类、维生素的生产菌；

有固氮能力；

较强的分解复杂有机物的能力。

有害：

极少数放线菌对人类构成危害。

基内菌丝：

又称营养菌丝或初级菌丝体，匍匐生长在培养基内或培养基表面。

其主要功能为吸收营养物质和排泄代谢废物，一般无横隔膜（诺卡氏菌属除外）。

直径0.2—1.2μm，但长度差别很大，短的小于100μm，长的可达600μm以上。

无色或产生水溶性或脂溶性色素而呈现黄、绿、橙、红、紫、蓝、褐和黑等各种颜色。

②气生菌丝：

又称二级菌丝体，基内菌丝发育到—定阶段后，向空间长出的菌丝体。

一般颜色较深，比基内菌丝粗（直径为1-1.4μm）。

气生菌丝长度差别悬殊，直形或弯曲，有分枝。

孢子丝：

又称繁殖菌丝或产孢丝，当气生菌丝生长发育到一定阶段，气生菌丝上分化出可形成孢子的菌丝。

孢子丝的形状及在气生菌丝上排列的方式随种而异；

有的直形，有的波浪形或螺旋形。

螺旋的数目、疏密程度、旋转方向等都是种的特征。

④孢子：

有球形、椭圆形、杆形和柱形等形状。

同一孢子丝上分化出的孢子的形状、大小有时也不一致。

所以，不能将其作为区分菌种的唯一依据。

孢子表面有的光滑、有的带小疣、刺或毛发状物。

孢子常具有色素，呈灰、白、黄、橙、红、蓝和绿等颜色，其颜色在一定培养基与培养条件下比较稳定。

孢子表面结构和颜色是放线菌菌种鉴定的主要依据之一。

放线菌的繁殖

1.分生孢子（conidium）

放线菌长到一定阶段，一部分气生菌丝形成孢子丝，孢子丝成熟便分化形成许多孢子，称为分生孢子。

孢子的产生通过两种横隔分裂方式。

孢囊孢子（sporangiospore）

游动放线菌（Actinoplanes）菌丝顶端形成孢子囊，孢子囊内产生具有鞭毛能运动的孢囊孢子。

3、基内菌丝断裂

诺卡氏菌属（Nocardia）当营养菌丝成熟后，会以横割分裂方式突然产生形状、大小较一致的杆菌状、球状或分枝状的分生孢子。

4.任何菌丝片段

放线菌也可借菌丝断裂的片段，形成新菌丝体，这种现象常见于液体培养。

工业发酵生产抗生素时，放线菌就以此方式大量繁殖。

如果静置培养，培养物表面往往形成菌膜，膜上也可生出孢子。

四、放线菌的菌落特征

1、在固体培养基上：

基内菌丝与培养基结合紧密，接种针不易挑起；

菌落周缘有辐射的菌丝，称为辐射状菌丝；

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；

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；

有特殊气味（土霉气味）等。

2、在液体培养基上

集结成团，有些沿试管璧生长形成菌膜，也有沉淀，无混浊。

、放线菌的代表属

1、链霉菌属（Streptomyces）

2、诺卡氏菌（Nocardia）

只有基内菌丝，较少数产生薄层气生菌丝，极少数产生孢子丝，依靠菌丝断裂繁殖。

如：

利福霉素产生菌，是地中海诺卡氏菌。

治疗麻风病。

3、小单孢菌属（Micromonospora）

不形成气生菌丝，繁殖时候从基内菌丝长出一个孢子梗，梗顶端着生一个孢子。

靠孢子来繁殖。

菌落小，直径一般2～3微米。

约有30多种,是产生抗生素较多的一个属。

如产生庆大霉素的棘孢小单孢菌和绛红小单孢菌。

4、放线菌属（Actinoplanes）

–菌丝较细，有隔，不形成气生菌丝，也不产生孢子，一般为厌气或兼厌气，可断裂成V型或Y型，多为致病菌，如引起牛腭肿病的牛型放线菌。

5、链孢囊菌属（Streptospora）

以基内菌丝为主，很少或不形成气生菌丝，最大特点形成各种形状的孢子囊，孢子囊内有会游动（有鞭毛）的孢囊孢子，靠孢囊孢子繁殖。

2、蓝细菌的细胞结构：

与革兰氏阴性细菌细菌相似。

•细胞壁：

●有内外两层，外层为脂多糖层，内层为肽聚糖层。

许多种类在细胞壁外还分泌有胞外多糖，它有粘液层、荚膜或鞘衣等不同形式。

2.细胞膜：

●壁下面是膜，很少有中间体。

•原核:

●核周围是含有色素的细胞质部分。

•类囊体：

●数量很多，以平行或卷曲的方式分布在细胞膜附近。

在类囊体膜上含有叶绿素a、β-胡萝卜素等

5.藻胆蛋白体（PBP=Phycobiliprotein）：

●藻胆蛋白体为类囊体所特有，着生在类囊体膜的外表面上，呈盘状构造，它含有75%藻青蛋白、12%藻蓝素和约12%的藻红蛋白等成分。

藻青蛋白和藻红素的功能是吸收光能。

环境中的光质可影响藻青蛋白和藻红蛋白的合成。

6.核蛋白体：

70S

7.气泡：

保持细胞浮在上层水面

8.贮藏物：

糖原、聚磷酸盐、PHB以及蓝细菌肽等。

3、蓝细菌细胞有几种特化形式

1）异形胞：

是蓝细菌所特有的、结构和功能都很独特的细胞。

它一般存在于呈丝状生长的种类中。

如鱼腥蓝菌属、念珠蓝菌属和单歧蓝菌属中。

异形胞位于细胞链的中间或末端，数目少而不定。

●异形胞在光学显微镜下可见，厚壁、浅色，在细胞两端常有折光率高的颗粒存在。

●异形胞适应于在有氧条件下进行固氮作用，不含藻胆蛋白，只存在光系统I，异形胞与临近的营养细胞间有厚壁孔道相连。

2）静息孢子：

是一种长在蓝细菌细胞链的中间或末端的特化细胞，壁厚、色深，具有抵御不良环境的作用。

3）链丝段：

是由蓝细菌的长形细胞链断裂而形成的短片段，具有繁殖的功能。

●一、產液菌門

產液菌門被認為是最早或最古老的細菌分支

–研究最多的兩個屬為產液菌屬和氫桿菌屬

1、嗜火產液菌（Aquifexpyrophilus）

–革蘭氏陰性，微好氧桿菌

–極端嗜熱菌，最適溫度為85°

C，最高生存溫度的95°

C

–自營型，氧化氫氣、硫代硫酸和硫產生能量

–為化學無機自營型菌

–基因组已被测序

二、栖熱袍菌門

–第二個最古老或最早分支是栖熱袍菌門

●栖熱袍菌屬（Thermotoga）

–極端嗜熱菌，最適生長溫度的80°

C，最高生長溫度90°

–革蘭氏陰性菌，外面有一鞘狀套

–栖熱袍菌屬為化學異營性，有糖解路徑

–在碳氫化合物和蛋白消化物進行厭氧生長

–基因體已被定序

●產液菌無法在一般有機物上生長，如糖和胺基酸

●栖熱袍菌基因體較大，有糖降解基因

–基因體約24%的編碼序列與古生菌基因相似（產液菌16%類似

●與古生菌較類似，也許是基因水平轉移所致

1、異常球菌Deinococcus

–異常球菌為球形或桿狀，常成對或成四聯球菌

–為好氧性、嗜溫，過氧化氫酶陽性，能利用幾種糖產酸

–可被染為革蘭氏陽性

●細胞壁分層並有革蘭氏陰性菌類似之外膜

●缺少磷壁酸，有質膜和大量的棕櫚酸而非磷脂甘油磷脂

●對乾燥和輻射均有很強抗性，它們能在300萬-500萬rad的輻射下存活（暴露在100rad輻射下可使人致死）

●可由絞肉、糞便、空氣、淡水和其他來源中分離，但天然生存環境則尚不清楚

●具有較多而高效的DNA修復機制和許多重複序列

第一节真核微生物概述

☐真核生物：

细胞核具有核膜，能进行有丝分裂，细胞质存在多种细胞器的生物。

☐细胞器：

细胞核

线粒体

中心粒

高尔基体

溶酶体

叶绿体

一、真核生物与原核生物的差异

主要差异

✓细胞大小

✓细壁组成

✓遗传物质的位置

v真菌的主要特点

真菌的分类

三、真核微生物的细胞构造

1、细胞壁

☐真菌细胞壁——多糖为骨架，含少量蛋白和脂类

低等真菌：

纤维素为主

高等真菌：

几丁质为主

☐藻类细胞壁

纤维素

鞭毛

☐数量少，形态长

☐具有运动功能的细胞器，比原核生物复杂

纤毛

☐数量多，形态短

☐构造与鞭毛类似

3、细胞质和细胞器

⏹细胞基质：

细胞代谢活动的主要场所

⏹细胞骨架：

由微管、微丝、中间丝等3种蛋白组成的细胞支架，有支持、运输和运动的功能

⏹内质网：

脂质双分子层，细胞质中与细胞基质隔离，彼此相通的囊腔系统

粗糙、光滑

⏹核糖体：

大亚基60S+小亚基40S=80S

主要细胞器

⏹高尔基体:

负责蛋白质翻译后的加工、胞外分泌

⏹溶酶体：

含多种酸性水解酶，细胞内消化作用

⏹微体（过氧化物酶体）：

含氧化酶和过氧化氢酶，保护细胞免受氧自由基毒害和分解脂肪酸

⏹线粒体：

氧化磷酸化反应的场所，为细胞生命活动提供ATP能量——“动力车间”

⏹叶绿体:

光合作用场所

⏹液泡：

存储营养、维持细胞渗透压，溶酶体功能

v4.农用真菌：

a.生物农药：

山东鲁保一号（无毛炭疽菌）

防治菟丝子。

vb.白僵菌：

防治昆虫─菜青虫、小菜蛾、

棉铃虫、玉米螟等。

vc.防治线虫的天敌真菌。

vd.赤霉素：

920─真菌的代谢产物。

v5.真菌可促进物质的转化：

动植物体腐烂分解─全球性

的物质大循环。

白僵菌

有害的真菌

✓1.侵染植物引致病害。

✓2.引起人、畜病害─皮肤病。

✓3.食物中毒：

甘薯黑斑病菌、麦角菌。

✓4.使食品、贮藏物质受损：

木材、皮毛发霉。

第二节酵母菌——yeast

一、分布

二、酵母菌的形态和结构

三、酵母菌繁殖方式和生活史

1、芽殖

芽痕

假菌丝

2、裂殖

3、产生无性孢子

4、有性繁殖

5、酵母菌的生活史

单双倍体型

单倍体型

双倍体型

四、酵母菌培养的特征

第三节丝状真菌——霉菌

一、霉菌的形态结构

霉菌菌丝类型

菌丝体的特化构造

1、生理功能不同

2、对环境的适应

特化营养菌丝

v真菌常延伸并连接两丛包囊梗的菌丝，称为匍匐丝（stolon）。

由菌丝向基物长出的须根状结构，称为假根（rhizoid）。

特化营养菌丝

v吸器。

寄生真菌在寄主细胞间的菌丝常发生旁枝，侵入寄主细胞吸取养料，这种伸入寄主细胞内的特殊菌丝分枝，称为吸器（或吸胞h