微生物学复习重点.docx
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微生物学复习重点
微生物学复习重点
第一章
21世纪的微生物学特点（发展趋势）
1、成为以应用为主的学科，前沿基础学科2、逐步进入分子生物学水平3、微生物已成为新兴生物工程中的主角
法国，巴斯德1822-1895微生物学之父
贡献：
1、彻底否定了自然发生说。
2、证实发酵是由微生物引起的。
3、创立了免疫学原理和预防接种方法。
4、医学上发现了引起人畜病毒的病原体。
5、巴斯德消毒法的建立和家蚕软化病的解决。
德国细菌学家柯赫（1843-1910）
贡献：
1、确证了炭疽病，结核病和霍乱病的病原体。
2、建立了分离纯化微生物的实验技术。
3、建立了柯赫法则。
微生物与人类的关系
有益方面：
（1）工业上用微生物酿酒，生产酶制剂和有机酸等。
（2）医学用微生物生产抗生素、疫苗等。
（3）农业上用微生物杀虫、抗病、固N、作饲料添加剂等。
（4）利用微生物进行沼气发酵、生产食用菌等。
有害方面：
（1）引起人畜疾病。
（2）引起植物病害。
（3）引起食物腐败和多种物质的变质。
第二章
原生质体：
是指在人为条件下，用溶菌酶除尽原有细胞壁或用青霉素抑制新生细胞壁合成后，所得到的仅有一层细胞膜包裹着的圆球状渗透敏感细胞
支原体：
是在长期进化过程中形成的、适应自然生活条件的无细胞壁的原核生物。
荚膜：
某些细菌在一定的营养条件下向细胞外分泌的一层粘性物质，一般厚200nm，其中90%为水分，其它为多糖、多肽、多糖蛋白质复合体。
芽孢：
某些细菌在生长后期，细胞内部可以形成一个圆形、椭圆或圆柱形高度折光的内生孢子称为芽孢（Endospore）。
芽孢是抵御外界不良环境的一个休眠体。
古菌：
独立于真细菌和真核生物之外的生命的第三种形式。
在分类地位上与真细菌和真核生物并列为三域（Domain），并且在进化谱系上更接近真核生物。
在细胞构造上与真细菌较为接近，同属原核生物。
真核微生物：
凡是细胞核具有核膜、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，都称为真核微生物。
原核微生物（细菌、放线菌、古细菌、立克次氏体、支原体、衣原体、蓝细菌）的主要特征:
1、无细胞核，只有裸露DNA核区的原始单细胞生物。
2、无细胞器；3、核糖体为70S；
革兰氏染色的原理
从细胞壁的化学组成已知，革兰氏阴性细菌细胞壁中脂类物质含量较高，肽聚糖含量较低，因而乙醇处理后，溶解了脂类，增加了通透性，结晶紫和碘复合物易被乙醇提出，于是革兰氏阴性细菌细胞被脱色。
呈浅红色
革兰氏阳性细菌由于细胞壁肽聚糖含量高，脂类含量低，乙醇处理中被脱水引起细胞壁肽聚糖层中孔径变小，通透性降低，结晶紫一碘复合物被保留在细胞内，细胞不被脱色。
呈蓝紫色
放线菌概述：
呈菌丝状生长，以孢子繁殖的陆生性较强的原核生物。
细胞结构与细菌相似：
原核、单细胞，无完整的细胞核。
生长形态与霉菌相似：
菌丝、菌落呈放射状。
绝大多数抗生素都是由放线菌产生的。
绝大多数对人类有益，少数为致病菌。
大多数腐生，少数寄生，土壤中极多。
放线菌的形态结构：
１.单细胞，无完整细胞核，为G+（阳性）。
２.菌丝宽约0.2-1µm（与细菌相似），分化为营养菌丝和气生菌丝。
３.气生菌丝发育到一定阶段，形成孢子丝，产生孢子。
第三章
真酵母：
既具无性繁殖，又具有性繁殖，称为真酵母
假酵母：
仅具有无性繁殖，尚未发现有性繁殖阶段，称为假酵母。
菌物（包括酵母菌和霉菌）与人类的关系PS:
XX的
有利的一面：
1、食用、入药；2、其发酵作用可用于酿造酒、醋、酱油、腐乳和生产面包、馒头；3、广泛应用与化学工业；4、分解动植物残体，参与物质循环。
有害的一面：
1、引起食物的霉烂；2、导致人类的某些疾病，中毒等。
第四章
类病毒：
是目前已知最小的可传染的致病因子，只含有裸露的小分子量RNA。
朊病毒：
1982年普什纳（Prusiner）证明引起羊搔痒病的病原是一种分子量为27KD的蛋白质，他称之为蛋白侵染子（Prion）或朊病毒，是一类不含核酸的传染性蛋白质分子。
噬菌体：
是病毒中的一种，一般把侵染细菌、放线菌的病毒叫噬菌体。
病毒粒子——成熟的（结构完整）、具有侵染力的单个病毒，又称病毒颗粒。
烈性噬菌体：
指感染宿主细胞后，能够使宿主细胞裂解的噬菌体。
温和噬菌体（或溶源性噬菌体）：
噬菌体感染细胞后，将其核酸整合到宿主的核DNA上，并且可以随宿主DNA的复制而进行同步复制，在一般情况下，不引起寄主细胞裂解的噬菌体。
噬菌斑：
噬菌体感染敏感宿主细菌以后在含受体菌的涂布平板上形成的肉眼可见的透明圈。
噬菌体效价：
指每毫升试样中所含有的具侵染性的噬菌体粒子数。
测定效价的常用方法为双层平板法。
烈性噬菌体的繁殖过程一般分为五个阶段：
即吸附、侵入、增殖、装配和释放。
1吸附：
噬菌体和宿主细胞上的特异性吸附部位进行特异性结合，噬菌体以尾丝牢固吸附在受体上后，靠刺突“钉”在细胞表面上。
②侵入：
核酸注入细胞的过程。
噬菌体尾部所含酶类物质可使细胞壁产生一些小孔，然后尾鞘收缩，尾髓刺入细胞壁，并将核酸注入细胞内，蛋白质外壳留在细胞外
③复制：
包括核酸的复制和蛋白质合成。
噬菌体核酸进入宿主细胞后，会控制宿主细胞的合成系统，然后以噬菌体核酸中的指令合成噬菌体所需的核酸和蛋白质。
4装配：
DNA分子的缩合——通过衣壳包裹DNA而形成头部——尾丝及尾部的④其它部件独立装配完成——头部与尾部相结合——最后装上尾丝，至此，一个个成熟的形状、大小相同的噬菌体装配完成。
⑤释放：
两种方式：
1、裂解：
多以裂解细胞的方式释放。
2、分泌：
噬菌体穿出细胞，细胞并不裂解。
3、一个噬菌体通过上述五个过程能合成10～1000个噬菌体。
第五章
选择性培养基：
一类根据某微生物的特殊营养要求或其对某化学、物理因素的抗性而设计的培养基，具有使混合菌样中的劣势菌变成优势菌的功能，广泛用于菌种筛选等领域。
发酵：
广义的“发酵”是指利用微生物生产有用代谢产物的一种生产方式；狭义的“发酵”是指微生物细胞将有机物氧化释放的电子直接交给底物本身未完全氧化的某种中间产物，同时释放能量并产生各种不同代谢产物的过程
生长因子：
是微生物本身不能自行合成，但对生命活动又不可缺少的、微量的特殊有机营养物。
营养类型：
1、光能自养型（光能无机营养型）
光合细菌反应需要光照和厌氧条件，主要存在于富含硫化物的淤泥和江河湖泊的次表层水域中
2、光能异养型（光能有机营养型）
利用光能并以有机化合物作为唯一或主要碳源进行生长的一类微生物
基本特点：
a.光合色素，光合作用b.供氢体：
简单的有机物（如有机酸、异丙醇）,还原CO2成有机物形成细胞物质
3、化能自养型（化能无机营养型）
利用无机化合物氧化时释放的能量作为能源，利用CO2或碳酸盐作为唯一或主要碳源进行生长的一类微生物。
基本特点：
a.能源：
无机物氧化
b.供氢体：
无机物，还原CO2
典型实例：
硫化细菌、硝化细菌、产甲烷菌、铁细菌（H2S,NO2－,H2,Fe2+），这一类细菌广泛分布在土壤与水域环境中，在物质转换过程中起重要作用。
4.化能异养型微生物
多数微生物属于化能异养型，其生长所需要能量和碳源通常来自同一种有机物。
根据化能异养型微生物利用有机物的特性，又可以将其分为下列两种类型：
①腐生型微生物：
利用无生命活性的有机物作为生长的碳源。
②寄生型微生物：
寄生在生活的细胞内，从寄生体内获得生长所需要的营养物质。
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物质。
1、适合不同微生物的营养特点
（1）从营养型的角度看
养自微生物合成能力强简单的无机物
异养微生物合成能力弱至少提供一种有机物
（2）从类群的角度看
细菌
放线菌--------生理特点不同-----营养要求不同
霉菌
二、培养基的类型
1、按照培养基成分：
b.天然培养基：
以动植物组织或微生物浸出液为原料配制的培养基。
2、按照培养用途：
a.基本培养基：
将多种微生物都需要的营养物质配而成培养基
b.富集培养基（增殖培养基）：
为分离某种微生物配制出的适合它生长而不利于其它微生物生长的培养基。
c.鉴别培养基：
根据微生物的代谢特点，通过指示剂的呈色反应，用以鉴别不同微生物的培养基。
（伊红-甲基蓝培养基鉴别大肠杆菌（菌落小，绿色光泽）和产气肠杆菌（菌落大，灰棕色）
品中是否存在大肠杆菌等细菌：
如果有大肠杆菌，其代谢产物就在培养基中加入伊红和美蓝，可以用来鉴别饮用水和乳制与伊红和美蓝结合，使菌落呈深紫色，并带有金属光泽。
3、按照培养基的物理性状
a.固体培养基
在液体培养基中加入凝固剂使呈固体状态，称为固体培养基。
（琼脂1.5-2%）
b.液体培养基
未加凝固剂呈液态的培养基称为液体培养基。
c.半固体培养基
在液体培养基中加入少量琼脂（0.2-0.5%）
培养基的灭菌
高压蒸气灭菌：
一般培养基:
1.05Kg/cm2,121℃,15-30min
含糖培养基:
0.56Kg/cm2,112.6℃,15-30min
过滤除菌，分别灭菌，间歇灭菌的应用。
器皿的灭菌：
干热空气：
160℃，2h。
无菌室的消毒：
紫外光
化学药物熏蒸（苯酚；高锰酸钾+甲醛）
1、单纯扩散
被输送的物质，靠细胞内外浓度差为推动力，以扩散的形式从高浓度区向低浓度区。
特点：
1.非特异性；2.不需要载体；3.不需消耗能量；4.顺逆浓度梯度进行；5.速度很慢；6.可运送的养料有限（水或溶于水的气体及小极性分子，如尿素、甘油、乙醇等）。
2.促进扩散
营养物通过与细胞膜上载体蛋白carrierprotein（也称作透过酶permease）的可逆性结合来加快其传递速度。
特点：
营养物质本身在分子结构上也不会发生变化；
不消耗代谢能量，故不能进行逆浓度运输；
运输的速率由胞内外该物质的浓度差决定；
需要细胞膜上的载体蛋白（透过酶）参与物质运输；
被运输的物质与载体蛋白有高度的特异性；
养料浓度过高时,与载体蛋白出现饱和效应。
3.主动运输
需要消耗能量，通过膜上的载体蛋白逆浓度梯度吸收营养物质的过程。
特点：
1.消耗能量；
2.能逆浓度梯度吸收；
3.具有被运输的物质和载体蛋白对应的专一性；
4.被运输的物质在转移的过程中不发生任何化学变化。
4.基团转位
是一种特殊的主动运输，与普通的主动运输相比，营养物质在运输的过程中发生了化学变化（糖在运输的过程中发生了磷酸化）,其余特点与主动运输相同。
基因转位主要存在于厌氧和兼性厌氧型细菌中，也主要是用于单（或双）糖与糖的衍生物，以及核苷与脂肪散的运输。
第六章
菌苔：
细菌在固体培养基表面生长繁殖形式肉眼可见的多个菌落连成一片的群体
鉴别培养基：
在普通培养基中加入某些指示剂或其他化学药品使培养基发生某种变化以区别不同类
别的微生物
噬菌体：
寄生细菌和放线菌的病毒。
生物氧化：
微生物氧化化学物质，释放其中的化学能的过程，称生物氧化。
发酵（狭义定义）：
在无氧条件下，电子（或氢）供体及受体都是有机化合物的氧化作用。
细菌和酵母等微生物在无氧条件下，酶促降解糖分子产生能量的过程。
产能效率极低。
厌氧发酵是指在无氧条件下，一些微生物将丙酮酸转化为各种发酵产物的过程。
由于该过程中的有机物没完全降解，且只有底物水平的磷酸化，因而产能水平低。
呼吸作用：
以分子氧作为最终电子（和氢）受体的氧化作用。
光合磷酸化：
由光照引起的电子传递作用和磷酸化作用相偶联而生成ATP的过程，即将光能转化为化学能的过程。
次生代谢：
合成无明显生理功能或非生长发育所必需的小分子有机化合物的过程。
次生代谢是避免初级代谢过程中某种中间产物积累造成的毒害的而产生的一类有利于生存的代谢类型。
第七章
水活度：
是一种反映环境中水对微生物生长可给性高低的指标。
是指在相同温度下，溶液或物质表面空气的蒸汽压与纯水的蒸汽压之比
（一）延迟期
细胞内RNA含量增高而使原生质呈碱性；
细胞不分裂，但细胞变大；
合成代谢活跃，易合成新的诱导酶；
对外界环境变化敏感。
延迟期的长短与菌种本身、菌龄、接种量及培养基有关。
缩短延迟期方法
（二）对数期
细菌数目以几何级数增加，酶系活跃，代谢旺盛，大小均匀。
在生长曲线上，表现为一条上升的直线。
（三）稳定期
新繁殖的细胞与死亡细胞数目几乎相等，处于动态平衡。
菌体产量达到最高，细胞开始储藏糖原、脂肪等储藏物。
产芽孢。
开始合成次生代谢产物。
（四）衰亡期
活菌数目急剧下降；
出现了“负生长”；
细胞形态多样，有时产生畸形；
细胞开始自溶，释放次生代谢产物
细胞生长的主要测定方法：
1.细胞数量的测定
（1）总细胞计数法：
涂片计数法：
0.01ml样品、血球计数板
（2）比浊法（3）活菌计数法：
涂布平板法、混合倒平板法
2.细胞生物量的测定：
细胞干重法：
每个细胞的干重稳定。
含氮量测定法：
每个细胞的含氮量稳定，细菌的含氮量为干重的12.5%。
DNA含量测定法：
每个细菌细胞含DNA的量稳定。
第八章
基因重组：
两个不同来源的遗传物质通过交换与重新组合，形成新的基因型的过程
细菌质粒：
是指细菌细胞内独立于染色体之外的复制子，常随宿主染色体的复制而复制，并在细胞分裂时恒定地传给子代的遗传因子。
原核生物的三种基因重组方式：
一、转化
来自供体菌的DNA片段或质粒DNA转移到受体菌、并组合到其基因组中的过程称为转化。
转化后的受体菌称为转化子。
二、转导
转导：
是利用噬菌体为媒介，将供体菌的部分DNA转移到受体菌内的现象。
三、接合
是指细菌的细胞与细胞接触时基因转移的整个过程
基因工程:
应用DNA重组技术，构建基因工程菌株，使目的基因得到表达的技术。
基因工程的工艺流程：
1、目的基因的分离2、载体的分离3、体外重组与转化4、重组子的检出5、外源基因的表达
基因工程的基本要素：
1、工具酶：
限制性内切酶、DNA聚合酶、核酸酶和连接酶
2、载体：
质粒、改造后的病毒或噬菌体、人工染色体等
3、外源DNA（目的基因）
第九章
富培养基：
加富培养基，加富的某种物质使能的到次种物质的菌体得以充分的发展，将此种培养基称为加富培养基。
代时:
指个体生长中,每个微生物分裂繁殖一代所需的时间称为代时.
菌膜：
液体培养基上生长的菌在液体表面生长所形成的膜状结构。
菌移码突变：
当缺失或插入的碱基只有一个或两个，它将引起整个遗传密码的读码错误。
菌种退化：
指群体中退化细胞在数量上占一定数值后，表现出菌种生产性能下降的现象
定向育种：
指在某一特定条件下，长期培养某一微生物菌群，通过不断转接传代以积累其自发突变，并最终获得优良菌株的过程。
光复合作用：
当形成的复合物暴露在可见光下时，会使胸腺嘧啶二聚体重新解聚成为单体，此过程称为光复合作用。
菌种复壮：
用人工方法，使仍保持原有特性的细胞生长、繁殖，以更新退化的菌株。
常见方法：
（1）单细胞分离、纯化和扩大培养。
（2）用高温，紫外线或诱变剂淘汰筛选。
（3）接种至相应的动、植物或昆虫体内恢复
菌种保藏：
将分离、筛选后的纯培养菌株稳定地保存，保持原有的特性称为菌株保藏。
常见保藏方法：
（1）传代培养保藏法；
（2）石蜡油封藏法；
（3）沙土管保藏法；
（4）冷冻保藏；
（5）真空冷冻干燥保藏法
第十章
菌根：
真菌与植物形成的共生体。
外生菌根：
真菌的菌丝在根表面交织成鞘套状结构（称菌套），内层菌丝将外皮层细胞包起来形成哈蒂氏网。
内生菌根：
真菌的菌丝体主要存在于根的皮层细胞间和细胞内，共生的植物仍保留有根毛。
最常的为丛枝菌根（AM）
根际：
在植物根系影响下的独特土壤环境范围称为根际，通常围绕根2mm以内的范围。
根际效应：
生活在植物根际中的微生物与根外土壤中的微生物相比，在数量、种类和活性上有明显不同，这种现象称为根际效应。
根土比（R/S）指根际微生物数量与相应的无根系影响的土壤中微生物数量之比，反应根际效应的重要指标。
土壤适合微生物生活的特点：
1、营养物质2、水分3、空气4、酸碱度5、渗透压6、温度7、团粒结构8、保护作用
根际微生物对植物的影响：
有益方面：
（1）改善植物的营养状况；
（2）微生物分泌的生长调节物质和生长因子；
（3）产生拮抗物质抑制病原微生物生长；
（4）产生铁载体，抑制不产铁载体的有害微生物生长。
有害方面：
（1）争夺营养；
（2）加富病原菌；
（3）分泌有毒物质。
空气微生物的种类和数量：
陆地＞海洋城市＞农村近地>高空
互生；共生；寄生；竞争；拮抗；捕食。
外加习题：
1.试述革兰氏染色的步骤及机理。
革兰氏染色的步骤：
结晶紫初染、碘液媒染、95％乙醇脱色、红色染复染4步革兰氏染色的机制：
革兰氏染色结果的差异主要基于细菌细胞壁的构造和化学组分不同。
通过初染和媒染，在细菌细胞膜或原生质体上染上了不溶于水的结晶紫与碘的大分子复合物。
G+细菌由于细胞壁较厚、肽聚糖含量较高和交联紧密，故用乙醇洗脱时，肽聚糖层网孔会因脱水而明显收缩，再加上的G+细菌细胞壁基本上不含类脂，故乙醇处理不能在壁上溶出缝隙，因此，结晶紫与碘复合物仍牢牢阻留在其细胞壁内，使其呈现蓝紫色。
G-细菌因其细胞壁薄、肽聚糖含量低和交联松散，故遇乙醇后，肽聚糖层网孔不易收缩，加上它的类脂含量高，所以当乙醇将类脂溶解后，在细胞壁上就会出现较大的缝，这样结晶紫与碘的复合物就极易被溶出细胞壁。
因此，通过乙醇脱色，细胞又呈现无色。
这时，再经番红等红色染料复染，就使G-细菌获得了新的颜色——红色，而G+细菌则仍呈紫色（实为紫中带红）。
2.简述配制培养基的原则和步骤
配制培养基的原则：
①目的明确；②营养协调；③理化适宜；④经济节约。
配制培养基的步骤：
原料称量、溶解（加琼脂）→（过滤）→定容→调pH→分装→加棉塞、包扎→灭菌→（摆斜面）
→无菌检查
3.防止菌种衰退的措施有哪些？
①控制菌种传代次数；②创造良好的培养条件；③利用不易衰退的细胞移种传代；④采用有效的菌种保藏方法；⑤讲究菌种选育技术；⑥定期进行分离纯化。
4、为什么说土壤是微生物生长发育的良好环境
答：
土壤是微生物生活的最良好环境，土壤有微生物生活的大本营之称号，主要是由于以下几个方面
的原因：
岩石中含有铁、钾、镁等多种矿质元素，一般都能满足微生物生长的需要。
耕地土壤中各种动植物有机残体和有机肥料是绝大多数微生良好的营养和能量来源。
有大小不同的孔隙，小孔隙的毛细管作用强，经常充满水分，大孔隙中常为土壤空气。
此外，土壤的pH值多在4～8.5之间，而且土壤的保温性和缓冲性都比较好。
5、.微生物与人类的关系？
在农业方面，可用微生物来制造细菌肥料，植物生长激素以及植物虫害的防治，都与微生物密切相关（利用微生物感染昆虫这一自然现象杀死害虫），近几年微生物还在遗传工程或基因工程中广为利用，例如：
噬菌体和细菌的质粒是分子遗传学中重要载体。
限制性核酸内切酶是细菌的代谢产物，大肠杆菌、酵母是常用的工程菌。
存在于自然界微生物也有少数能使人类和动植物发生病害，被称为病原微生物，如：
结核杆菌可引起结核病，肝炎病毒可引起病毒性
6.湿热灭菌比干热灭菌效率高的原因?
湿热灭菌法主要是通过热蒸汽杀死微生物，蒸汽的穿透能力较热空气强，且蛋白质含水量越高，越易于凝固，并且湿热灭菌只要120～121℃10min就可以引起微生物的死亡，干热灭菌要在干燥下160～170℃1～2h
7、.简述微生物的营养类型
答：
微生物的营养类型包括：
光能自养型；光能异养型；化能自养型；化能异养型。
其中光能自养型是指微生物利用光能和CO2来合成自身生命活动所需要的物质,；光能异养型是指微生物能利用光能但不能利用CO2而是从其它生物体中摄取自身生命活动所需的有机物的营养类型；化能自养型是指微生物利用化学能并能利用CO2来合成自身生命活动所需的有机物的营养类型；化能异养型是指微生物利用化学能来合成营养物质但不能利用CO2来合成自身生命活动所需的有机物的营养类型
8哪些方面支持土壤是微生物的“大本营”这一说法？
答：
土壤为微生物提供了各种营养物质；土壤有一定的持水性，有团粒结构和毛细作用；酸碱度恒
定适合微生物生长；温度恒定；对微生物有保护作用，防止其辐射
9、微生物的抗药性原理有哪些？
答：
分为六个方面：
产生了一种使药物失去活性的酶分解药物；把药物作用的芭位加以修饰改变；形成了救护途径；使药物不能通过细胞膜；通过主动外排系统将进入细胞内的药物奔出细胞外；发生遗传变异。
10、研究微生物生态的意义和价值是什么？
答：
研究微生物的分布规律有利于发觉丰富的菌种资源，推动进化，分类的研究和开发利用；研究微生物与他中生间的相互关系，有助于开发新的农药，微生物肥料，积极防止人和动物植物的病虫害提供理论依据；研究微生物在自然界物质循环中的作用，有助于阐明地质演变和生物进化中的许多机制，为开发生物能源和促进大自然的生态平衡等提供科学的基础
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