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厦大微生物笔记

绪论

　　1、什么是微生物（Microorganism,microbe）

　　2、微生物的共性

　　3、微生物学发展简史

　　四、微生物学科发展促进了人类进步

　　五、微生物学及其分科

　　类群:

　　原核类：

细菌、放线菌、支原体、衣原体、立克次氏体、蓝细菌

　　真核类：

真菌（酵母菌、霉菌），原生动物，显微藻类

　　非细胞类：

病毒、类病毒、拟病毒、朊病毒什么是微生物（Microorganism,microbe

　　1、）

　　●个体微小（<0.1mm），借助显微镜观察形体；

　　●结构简单：

简单多细胞，单细胞或非胞●低等：

进化地位低。

　　二、微生物的共性

　　1、体积小，表面积大2、吸收多、转化快

　　3、生长旺、繁殖快4、适应性强、易变异

　　5、分布广、种类多

　　●一定体积的物体，分割成越细小的颗粒，

　　这些颗粒的总表面积越大，表面积/体积比值越大。

　　●优点：

提供巨大的吸收面，排泄面和交换面。

　　●体积小、表面积大是微生物其它四个共性的基础

　　2、吸收多、转化快

　　●原因：

表面积/体积比值大

　　●例举：

乳糖发酵细菌、产朊假丝酵母（Candidautilis）

　　3、生长旺、繁殖快

　　●原因：

吸收多、转化快●例举：

大肠杆菌

　　●利弊：

有益--工业发酵、理论研究材料培养；有害--病原微生物、霉腐微生物

　　4、适应性强、易变异

　　●适应强原因：

体积小、表面积大；灵活的代谢

　　调控机制（诱导酶）

　　●极端微生物（extrememicroorganism）●易变异原因：

结构简单、单倍体、巨大交换面

　　●利弊：

有益---育种（青霉素），有害---耐药性

　　5、分布广、种类多

　　●分布广：

土壤、空气、海洋、人体肠道

　　●种类多：

（1）微生物的生理代谢类型多

（2）代谢产物种类繁多（3）微生物的种数多

　　●种类多：

（1）微生物的生理代谢类型多

　　微生物特有：

分解天然气、石油、纤维素、木质素能力；

　　多种产能方式：

细菌光合作用、嗜盐菌紫膜光合作用、自养细菌的化能合成作用、各种厌氧菌的产能途径

　　生物固氮作用；

　　合成次级代谢产物（抗生素、维生素等）能力；

　　对复杂有机物的生物转化能力（甾体化合物等）；

　　分解氰、酚、多氯联苯等有毒物质的能力

　　独特的繁殖方式（病毒、类病毒、肮病毒的复制、增殖）

　　2）代谢产物种类繁多

　　含氮代谢产物：

氨基酸、核苷酸类

　　糖类厌气性代谢产物：

酒精、乳酸、甘油、丙酮丁醇；

　　糖类好气性代谢产物：

柠檬酸、苹果酸、葡萄糖酸；

　　微生物多糖：

黄原胶、右旋糖苷；

　　微生物酶类：

蛋白酶、淀粉酶、酯肪酶、工具酶；

　　--次级代谢产物：

抗生素、维生素、激素、生物碱

　　3）微生物的种类多

　　●目前比较肯定的微生物种数大约10万种，

　　随着分离、培养方法的改进，研究工作的深入，新种、新属、新科、新纲陆续被发现。

　　4）遗传基因多样性

　　●微生物基因组测序

　　●基因组种类多样性。

　　●基因库资源丰富。

　　5）生态类型的多样性

　　三、微生物学发展简史

　　●微生物学发展经历五个时期

　　1、史前期（8000年前--1676年）2、初创期（1676-1861年）

　　3、奠基期（1861-1897年）4、发展期（1897-1953年5、成熟期（1953-迄今）

　　●学习微物学发展历史的目的：

　　--学习前人严谨治学的科学态度，培养创新意识；

　　--明确科学技术和研究方法的突破在学科发展中的重要作用；

　　--明确学科的发展总是与人类生活、生产实践密切相连的。

　　四、微生物学科发展促进了人类进步

　　●近代科学中，微生物学是对人类福利贡献最大的一门科学。

　　1、医疗保健2、食品和医药行业3、微生物学促进农业发展

　　4、微生物与生态和环境保护的关系5、基础理论研究中的贡献

　　1、医疗保健

　　--外科消毒技术的建立--寻找人畜病原菌

　　--免疫防治法的应用--化学治疗剂的发明

　　--抗生素治疗的兴起--用工程菌生产各种生化药物

　　2、食品和医药行业

　　--食品微生物发酵--罐头灭菌和长期保存方法

　　--厌氧纯种发酵技术--深层液体通气发酵技术

　　--代谢调控理论在发酵工业中的应用--生物工程的兴起

　　3、微生物学促进农业发展

　　--微生物农药--菌肥--植物生长激素--高等真菌--饲料

　　4、微生物与生态和环境保护的关系

　　--食物链中主要环节，物质循环，污水处理

　　5、基础理论研究中的贡献

　　--以微生物作材料，生物学基础理论研究取得许多重大突破:

　　--分子生物学是在生化、遗传学、微生物学基础上发展起来。

　　--微生物与基因工程--动、植物细胞应用研究中采用微生物培养/发酵方法。

　　--微生物学独特实验操作技术。

　　五、微生物学及其分科

　　●研究主要内容：

从不同水平（层次）研究生命活动五大基本规律。

　　●根本任务：

发掘、利用、改善有益微生物，控制、消灭、改造有害微生物。

　　●分科：

按研究微生物的基本生活动规律分；按微生物应用领域分等不同分种方式。

Chap1原核生物的形态、构造和功能

　　§1细菌（bacteria）

　　§放线菌（actinomycetes）

　　§3其它原核微生物

　　§1细菌（bacteria）

　　一细胞的形态构造及其功能

　　1、细菌的基本形态:

球状、杆状、螺旋状

（1）形态和染色

　　●自然界中杆状细菌最常见、球菌次之，螺旋状最少；量度细菌大小的单位是μm（微米，10-6m）作单位。

亚细胞构造的量度用nm（纳米，10-9m）作单位。

　　2、染色

　　●细菌的形态和主要构造的观察：

一般都要将菌体细胞染色。

原因：

菌体微小。

含水分多，对光线吸收、反射与水溶液差别不大，借助颜色的反衬作用。

　　●染色方法：

　　--死菌：

　　正染色

　　负染色：

荚膜染色法等

　　--活菌：

用美蓝或TTC（氯化三苯基四氮唑）染色

　　二）细菌细胞构造与功能

　　1、细胞壁（cellwall）

（1）组成与结构

　　●G+菌和G-菌细胞壁构造比较

　　A、肽聚糖（Peptidoglycan）

　　●组成和结构特点

　　●水解肽聚糖的酶类：

溶菌酶（lysozyme）、自溶酶（autolyticenzyme）

　　B、磷壁酸（Teichoicacid）

　　●存在：

●成分与结构实型：

磷酸多元醇聚合体，

　　主要有甘油磷酸型和核糖醇磷坒酸两种类型。

　　●结构特点（甘油型为例）：

●磷壁酸的功能

　　C、脂多糖（Lipopolysaccharide,LPS）

　　●存在：

G-菌细胞壁特存成分，组成细胞

　　外壁外壁层的重要成分。

●分子结构类脂A、核心多糖区，0-特异侧链

　　●LPS的主要功能

　　D、外壁层中的蛋白质：

基质蛋白、外壁蛋白、脂蛋白。

（2）细菌的某些特性与细胞坒组成，结构的关系

　　●草兰氏染色、抗酸染色、溶菌酶敏感性、青毒素敏感性

　　3）周质空间（periplasmicspace）

　　●即壁膜空间，内含多种蛋白质（酶、结合蛋白、受体蛋白）。

　　（4）细胞坒的功能

　　A、固定细胞外形和提高机强度，使其免受渗透压等外力的损伤；

　　B、为细胞的生长、分布和鞭毛运动所必需；

　　C、阻拦大分子有害物质（某些抗生素和水解酶）进入细胞；

　　D、赋予细菌特定的抗原性以及对抗生素和噬菌体的敏感性。

　　●缺乏细胞壁的微生物

　　支原体、粘菌、原生动物、某些嗜盐菌、产甲烷细菌（疵壁菌mendosicutes）原生质体、球状体、L-型细菌

　　2、细胞膜与间体

　　●细胞膜的功能：

　　--控制细胞内、外的物质的运送、交换；--维持细胞内正常渗透压的屏障作用；

　　--合成细胞壁各种组分和荚膜等大分子的场所；--进行氧化磷酸化或光合磷酸化的产能基地；

　　--许多酶和电子传递组分的所在部位；--鞭毛的着生点和提供其运动所需的能量等。

　　3、细胞质（cytoplasn）

　　●聚-β-羟基丁酸（poly-β-hydroxybutyratePHB●羧化体（carboxysome）

　　4、核质体（rcuclearbooly）

　　●核区、拟核、核基因组、遗传信息。

（1）鞭毛（flagella）

　　●组成成分：

鞭毛蛋白（鞭毛素flagellin）●构造：

G+细菌与G-细菌鞭毛构造差别

　　●鞭毛着生方式：

一端单毛、一端丛毛、两端（单毛、成束）、周生、侧生

　　2）菌毛（pilas）

　　●存在G-菌（特别是肠道菌，假单胞菌）表面的一种蛋白质附属物，它由菌毛素（piling）形成中空的丝状体。

　　●种类：

一般菌毛和特化菌毛（性菌毛sexpilus,F-Pilus）

　　（3）糖被（glycocalyx）:

　　●荚膜（capsule）、微荚膜（microcapsule）、粘液层（slimelayer）、菌胶团（zoogloea）。

　　●糖被生理功能保护作用、贮藏养料、堆积代谢废物菌体附着、信息识别作用、屏障和交换系统

　　（4）芽孢（endosporespore）

　　●定义：

●产生芽孢的细菌种类

　　●芽孢耐热机制（渗透调节皮层膨胀学说）●研究细菌芽孢的意义：

　　（5）伴孢晶体（parasporalcrystal）

　　（三）、细菌的繁殖

　　1、裂殖（fission）2、芽殖（budding）

　　一、细菌群体培养特征

　　1、固体琼脂平板上菌落形态：

菌落（colony）及特征描述、菌苔（lawn）

　　2、液体培养基中培养特征：

混浊、菌膜、或絮状沉淀。

3、半固体培养基培养特征

　　§2放线菌（actinomycetes）

　　一、概述

　　●定义：

●分布：

●放线菌与人类的关系：

　　●放线菌重要类群：

链霉菌属（Streptomyces）弗兰克氏菌属（Frankia）小单孢菌属（Micromonospora）

　　二、放线菌的形态构造（以链霉菌为例）

　　●一般形态与构造

　　2、放线菌的繁殖

　　3、●横割分裂，4、两种途径：

细胞内陷、壁膜同5、时内陷。

　　三、放线菌的培养特征

　　●固体培养基平板培养●液体培养基振荡培养

　　§3其它原核微生物

　　一、蓝细菌（cyanobacteria）蓝藻或蓝绿藻

　　●定义：

●形态：

●细胞结构特点：

●繁殖：

　　●蓝细菌转基因研究进展：

　　二、支原体、立克次氏体、衣原体

　　1、支原体（Mycoplasma）

　　1）特征：

　　●个体微小●缺乏细胞壁●可在人工培养基上生长

　　●二等分裂繁殖●对抗生素（四环素）敏感性

　　2）种类：

胸膜肺炎支原体，类支原体

　　2、立克次氏体（Rickettsia）

（1）定义：

（2）种类：

立克次氏体，类立克次氏体（Rickettsia-likeorganisms,RLO）。

（2）特征

　　●结构●繁殖●对热、四环素等抗生素敏感●培养

　　（3）与人类关系：

　　3、衣原体（chlamydia）

　　●是一类在真核细胞内营专性能量寄生、有独特生活周期（原体、始体）、小型G-原核微生物。

　　●营专性能量寄生：

●独特生活周期：

小型G-原核微生物

　　●培养●传播感染范围●支原体、立克次氏体、衣原体三者主要区别

Chap3真核微生物形态构造

　　§1.真核微生物概述

　　●真核生物、真核微生物

　　一、真核生物与原核生物的比较：

P40.表2-1

　　二、真核微生物的主要类群

　　●菌物界（Mycetalia）●真核微生物的主要类群●真菌（Fungi）的特点

　　三、真核微生物的细胞构造

（一）、细胞壁

　　1、真菌的细胞壁

　　●构造：

微纤维（单糖的聚合物）、基质（甘露聚糖、葡萄糖、蛋白质、脂类）。

　　●不同分类地位真菌的细胞壁多糖

　　2、藻类的细胞壁

　　●结构骨架（纤维素）、间质多糖（杂多糖）。

　　二）鞭毛与纤毛

　　●真核微生物的“9+2”型鞭毛

　　●存在：

鞭毛（鞭毛钢的原生动物、藻类、低等水生真菌的游动孢子或配子），纤毛（纤毛纲的原生动物：

草履虫属）。

　　三）细胞质膜

　　（四）细胞核

　　●构造：

核被膜、核仁、核基质。

●不同真菌的核染色体数目差别很大。

　　（五）细胞质和细胞器

　　1、细胞基质、细胞骨架、内质网、核糖体、高尔基体、溶酶体、微体、线粒体、叶绿体液泡。

　　2、膜边体（Iomasome）、几丁质酶体（Chitosome）、氢化酶体（Hydrogenosome）。

　　§1酵母菌（yeast）

　　●定义

　　一、分布以及与人类关系

　　1、分布2、与人类关系

　　●单细胞蛋白（Single-cellprotein，SCP）

　　二、酵母菌细胞形态特征

　　●细胞大而结构分化；细胞单个分散或呈假菌丝；细胞多形态。

　　三、酵母菌细胞构造

　　1、细胞壁（cellwall

　　●组成与结构

　　甘露聚糖（mannan）（外层）；蛋白质（protein）（中层）；葡聚糖（glucan）（内层类脂，几丁质

　　●酵母原生质体的制备：

　　EDTA-α-巯基乙醇蜗牛消化酶

　　酵母菌细胞——————————————→原生质体

　　（预处理）

　　2、细胞膜（cellmembrane）

　　酵母细胞膜的成分和构造●膜构造与功能、控制胞内外物质交换的主要屏障。

　　3、细胞核（cellnuclei）

　　●形态结构：

定形（真核）、核膜（双层单位膜）、核孔、染色体

　　●细胞核的观察：

核（相差显微镜）、核膜（电镜）、染色体（姬姆萨染色/碱性品红染色）

　　4、酵母菌其他细胞构造

　　●线粒体、液泡、2μm质粒

　　四、酵母菌繁殖和生活史

　　1、繁殖方法

　　●无性繁殖

　　芽殖（budding）：

名属常见方式、芽痕（budscar）、蒂痕（brithscar）.

　　繁殖（fission）：

裂殖酵母属（schizosaccharomyces）

　　产无性孢子：

节孢子：

地霉属（Geotrichum）掷孢子：

掷孢酵母属（sporobolomyces）厚垣孢子：

白段丝酵母属（Candidaalbicans）

　　●有性繁殖：

子囊（ascus）、孢子（ascospore）

　　2、生活史（Lifecycle）

　　●定义●酵母菌三种类型生活史

　　a.营养体以单倍体或二倍体形式存在

　　b.营养体只能以单倍体形式存在

　　c.营养体只能以二倍体形式存在

　　五、酵母菌的培养特征

　　●固体琼脂培养基上菌落特征

　　●液体培养基中培养特征

　　§3、丝状真菌

　　●定义：

真菌（fungi）、霉菌（mould）

　　●分布、种类、与人类关系

　　一、1、营养体的基本单位--菌丝（hyphoe）

　　●菌丝直径大小，隔膜

　　2、真菌细胞壁成分及物理形态

　　●菌丝分化及其细胞壁的成分●物理形态及成分壁的网状骨架成分：

微纤维（microfibril）纤维素、几丁质

　　无定形基质成分：

葡聚糖、蛋白质、脱乙酰几丁质、甘露聚糖、少量脂类无机盐等。

　　3、菌丝体（mycelium）

　　●定义、类型（营养菌丝体、气生菌丝体）

　　4、营养菌丝体的特化形态

　　●假根（rhizoid）、吸器（haustorium）、附着胞、附着枝、菌核（selerotium）、菌索、匍匐菌丝（stolon）、菌环（ring），菌网（net）。

　　5、气生菌丝体的特化形态

（1）结构简单的子实体：

分生孢子头；孢子嚢（根霉、毛霉）均产无性孢子（分生孢子、孢囊孢子）；担子（担子菌），产有性孢子（担孢子）。

　　2）结构复杂的子实体：

产无性孢子

　　分生孢子器、分生孢子座、分生孢子盘

　　子囊果（ascocarp）三种类型，产有性孢子：

闭囊壳、子囊壳、子囊盘

　　曲霉营养菌丝横；隔示木霉细胞壁及横隔；曲霉顶囊及其分生孢子；横轴腐霉（一种水生真菌）横轴腐霉

　　（示孢子头与菌丝原生质的自发荧光）

　　二、真菌的孢子

　　●类型和特点●真菌孢子与细菌芽孢的比较

　　●真菌可通过菌丝碎片繁殖，但主要靠形成有性或无性孢子繁殖

　　●孢子类型、形态特征是真菌分类、鉴定重要形态学依据

　　三、霉菌的培养特征

　　●固体琼脂培养基上菌落特征

　　●液体培养特征

　　chap3非细胞型生物

　　§1病毒（Virus）

　　§.2亚病毒

　　chap4非细胞型生物

　　●非细胞型生物种类：

病类、亚病毒（类病毒、拟病毒、朊病毒）

　　●非细胞型生物与细胞型生物的主要区别。

　　§1病毒（Virus）

　　●定义：

●分布及种类

　　一、病毒的形态与大小

　　●形态：

杆状、蝌蚪状、球状、砖块状、丝状等。

　　●大小：

极其微小、一般都可通细菌滤器、电镜观察

　　二、病毒粒子（virion）

　　●定义：

成熟、结构完整、单个病毒。

　　●病毒粒子结构与组成

　　病毒粒子核衣壳（基本构造）核心：

由DNA或RNA构成

　　衣壳：

由许多衣壳粒蛋白构成

　　包膜（非基本构造）：

由类脂或脂蛋白构成

　　●病毒粒子对称体制：

螺旋对称（TMV）、二十面体对称（腺病毒）、复合对称（T偶数噬菌体）。

　　●病毒核酸

　　类型：

dsDNA/SSDNA,dsRNA/SSRNA;

　　链状/环状，闭环/缺口环

　　基因组：

单组分/双组分/三组分/多组分（RNA病毒特有）

　　三、病毒的群体形态

　　1、包涵体（inclusionbody）●定义与实践应用

　　2、噬菌斑（plaque）●定义与实践应用

　　3、空斑和病斑：

定义4、枯斑：

定义

　　四、噬菌体（bacteriophage,phage）

　　1、噬菌体的模式结构2、噬菌体的繁殖

　　●吸附（感染复数，m.o.i）侵入，增殖，装配（成熟）、释放（裂解）、增殖、装配

　　增殖、装配：

　　3、噬菌体侵染的结局

　　●烈性噬菌体（Virulentphage）：

一步生长曲线（One-stepgrowthcurve）

　　●温和噬菌体（temperatephage）：

定义、特点、存在形成（游离点、整合态和营养态）

　　●溶源菌（hysogen）：

定义、特性、检查方法。

　　五、真核生物的病毒

　　1、植物病毒

　　●种类、形态、核酸（SSRNA）。

　　●增殖过程与T偶数噬菌体不同点：

吸附（被动）、扩散（胞饮或包膜融入细胞膜或特异性受体转移）、衣壳（侵入后）。

　　2、人类和脊椎动物病毒

　　●种类、引起疾病

　　●增殖过程与T偶数噬菌体不同点：

吸附（被动）、扩散（胞饮或包膜融入细胞膜或特异性受体转移）、脱衣壳（侵入后）。

　　●人类免疫缺陷病毒（humanimmunodeficiencyvirus，HIV

　　3、昆虫病毒

　　●病毒多角体（polyhedron）●昆虫病毒种类

　　§.2亚病毒

　　●亚病毒是一类与传统的病毒有显著区别的分子生物，仅含有侵染性RNA/侵染性蛋白质一种成分。

　　1、类病毒：

是至今所知道的最小的、只含有侵染性RNA一种成分，专性细胞内寄生的分子生物。

　　2、拟病毒：

类病毒、植物病毒粒子中的病毒、侵染性RNA分子，复制需要辅助病毒。

　　3、朊病毒：

侵染动物细胞、胞内复制、小分子无免疫性疏水Pro。

●病例：

羊搔痒病、疯牛病、Kuru病，中心法则的挑战。

　　§3病毒与实践

　　一、噬菌体与发酵工业●危害与预防措施，噬菌体污染出现的现象与杂菌不同。

　　二、人类和脊椎动物病毒的防治●预防（侵染预防、感受预防），治疗（被动免疫、干扰素、抗生素等）

　　三、植物病毒病的防治●指导思想（防重于治、综合防治），主要措施。

　　四、昆虫病毒用于生物防治●主要优点和缺点，病毒多角体的实际意义。

　　五、病毒在基因工程中的应用●克隆载体（charon）、科斯质粒；

　　●SV40（SimianVirus40,即猴病毒40）。

Chap4微生物的营养与物质运输

　　§1微生物的营养与培养基

　　§2营养物质进入细胞的方式

　　●概述

　　●营养（nutrition）：

生理功能、能量和物质、生长和繁殖。

　　●营养物（nutrient）：

营养功能，提供结构物质,能量、代谢调节物质和生理环境。

　　§1微生物的营养与培养基

　　一、微生物的营养要素与营养类型

　　●六种营养要素：

碳源、氮源、能源、生长因子、无机盐和水。

　　1、碳源（Carbonsource）

　　●定义：

碳元素（碳架）、营养源。

　　●碳源谱：

碳源范围--有机碳源、无机碳源。

　　●依据利用碳源情况，微生物营养类型有：

　　--自养型（autotroph）:

CO2（唯一碳源）。

不依赖有机营养物。

　　--异养型（heterotroph）：

至少需要一种大量有机物、正常营养。

　　--混合型（mixotroph）：

碳同化混合类型。

　　●异养微生物的适宜碳源：

糖类、醇类、有机酸类、脂类。

　　2、能源（energysource）

　　●定义：

提供最初能量来源的营养物或辐射能。

异养微生物的能源就是其碳源。

　　●以能源分类，微生物的营养型有：

　　--光能营养型（phototrohp）直接利用太阳光辐射能。

　　--化能营养型（chemotroph）：

从脂合物化学反应中获得能量，又分无机营养型有机营养型。

　　●微生物的营养类型

　　3、氮源（nifrogensource）

　　●定义：

氮元素、营养源●氮源谱：

●氨基酸自养型与氨基酸异养型

　　●微生物利用各种氮源的特点：

N2（固N）蛋白质及水解物。

　　4、生长因子（growthfactor）

　　●定义：

正常代谢必需，不能自身合成，有机化合物，需要量少。

　　●微生物与生长因子的关系：

　　5、无机盐

　　●定义：

C、N以外的各种重要元素，大量元素、微量元素及配制细菌培养基时对无机盐的选择。

　　●无机元素的来源和功能

　　6、水：

营养要素之一，在微生物生命活动过程的重要作用。

　　二、微生物的培养基

　　●培养基（medium）：

人工配制，适合微生物生长繁殖或产生代谢产物、混合养料，具备六大营养要素，比例合适，配制后立即灭菌。

（一）