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1、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、

2、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（Candida utilis） 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 （extreme microorganism）易变异原因

3、：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

4、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

5、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

6、 -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

7、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。Chap 1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m（微米，10-6m）作单位。 亚细胞构造的量度用nm（纳米，10

8、-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（cell wall） （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（autolytic enzyme） B、磷壁酸（Teichoic acid） 存在：成分与结构实型：磷酸多元醇聚合体

9、， 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（periplasmic space） 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

10、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-羟

11、基丁酸（poly-hydroxybutyrate PHB羧化体（carboxysome） 4、核质体（rcuclear booly） 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sex pilus, F-Pilus） (3)糖被（glycocalyx）: 荚

12、膜（capsule）、微荚膜（microcapsule）、粘液层（slime layer）、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（endospore spore） 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（parasporal crystal） （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、

13、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

14、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-like organisms, 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

15、、立克次氏体、衣原体三者主要区别Chap 3 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），

16、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-cell protein，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（

17、cell wall 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-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（cell membrane） 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（cell nuclei） 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、2m质粒 四、酵母菌繁殖和生活史 1、繁殖方

18、法 无性繁殖 芽殖（budding）：名属常见方式、芽痕（bud scar）、蒂痕（brith scar）. 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（Candida albicans） 有性繁殖：子 囊（ ascus）、孢子（ascospore） 2、生活史（Life cycle） 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

19、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

20、）、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

21、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 chap 3 非细胞型生物 1 病毒（Virus） .2 亚病毒 chap 4 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

22、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：ds DNA/SS DNA, ds RNA/SS RNA; 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（inclusion body）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

23、）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（Virulent phage）：一步生长曲线（One-step growth curve） 温和噬菌体（temperate phage）：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）

24、、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（human immunodeficiency virus，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

25、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（Simian Virus 40,即猴病毒40）。Chap 4 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。

26、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（Carbon source） 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、

27、能源（energy source） 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（nifrogen source） 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（growth factor） 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）