食品微生物学复习提纲剖析.docx

1、食品微生物学复习提纲剖析一、绪论1、 微生物学创立的年代（19世纪50年代），主要奠基人（巴斯德、科赫）2、 什么是微生物？ 微生物是指需借显微镜才能观察到的一群微小生物的总称，它是一大群种类各异独立生活的生物体。3、 微生物的主要类群有哪些？ 无细胞结构不能独立生活的病毒、亚病毒，原核细胞结构的真细菌、古生菌和有真核细胞结构的真菌。4、 微生物在生命世界中的位置？5、 五界系统和三域学说 细菌域，古生菌域，真核生物域二、微生物的形态与结构（一）原核微生物1、 原核微生物：是指一大类不具有细胞核膜、只有核区的裸露DNA的原始单细胞生物，核区内一般只有闭合环状的DNA。2、 三菌三体：细菌、放线

2、菌、蓝细菌；支原体、衣原体、立克次氏体支原体：没有细胞壁；衣原体：能量寄生（不含产能系统）3、 细菌的大小：直径约0.5-2m,长度约0.5-10 m。4、 细菌的细胞壁：细胞壁是细菌外表面的一种坚韧而具有弹性的结构层。 结构与功能 功能是保护细胞免受机械性或渗透压的破坏；维持细胞特定外形；协助鞭毛运动，为鞭毛运动提供可靠的支点；作为细胞内外物质交换的第一屏障，阻止胞内外大分子或颗粒状物质通过；为正常的细胞分裂所必需；决定细菌的抗原性、致病性和对噬菌体的特异敏感性；与细菌的革兰氏染色反应密切相关。 革兰氏阳性细菌与阴性细菌的区别：革兰氏阳性菌的细胞壁较厚，为20-80nm，主要成分肽聚糖有15

3、-50层，占细胞壁干重的40%-95%。还含有磷壁酸。革兰氏阴性菌的细胞壁较薄，为10-15nm，分为内壁层和外壁层，其化学组成和结构比革兰氏阳性菌更复杂。5、 肽聚糖的结构 1.聚糖部分2四肽尾或四肽侧链3肽桥或肽间桥6、 革兰氏染色：步骤及原理 书上：革兰氏染色反应与细菌细胞壁的化学组成和结构有着密切的关系。经过初染和媒染后，在细菌的细胞膜或细胞质上染上了结晶紫-碘的复合物。革兰氏阳性菌由于细胞壁较厚、肽聚糖网层次多、交联度高、结构较紧密，故用95%乙醇脱色时，肽聚糖网孔会因脱水而明显收缩，加上革兰氏阳性菌的细胞壁基本上不含脂类，乙醇处理时不能在壁上溶出缝隙。因此，结晶紫-碘的复合物仍被牢

4、牢阻留在细胞壁以内，使菌体呈现紫色。反之，革兰氏阴性细菌的细胞壁较薄、肽聚糖层薄、交联度低、结构疏松，用乙醇处理时肽聚糖网孔不易收缩。同时由于革兰氏阴性细菌的外壁层脂类含量较高，当乙醇将脂类溶解后，细胞壁上就会出现较大缝隙而使其透性增大，所以结晶紫-碘的复合物就会被溶出细胞壁。这时再用番红等红色染液进行复染，就可使革兰氏阴性细菌的细胞壁呈现复染的红色，而革兰氏阳性细菌则仍呈紫色。（过程：初染媒染脱色复染）课件上：G菌：细胞壁厚，肽聚糖网状分子形成一种透性障，当乙醇脱色时，肽聚糖脱水而孔障缩小，故保留结晶紫-碘复合物在细胞膜上。呈紫色。G菌：肽聚糖层薄，交联松散，乙醇脱色不能使其结构收缩，其脂含

5、量高,乙醇将脂溶解，缝隙加大，结晶紫-碘复合物溶出细胞壁，沙黄复染后呈红色。7、 溶菌酶和青霉素为何能抑制细菌的生长？ 溶菌酶对细胞壁的作用：可切断NAM和NAG之间的 1，4糖苷键，引起细菌裂解；青霉素对细胞壁的作用：Penicillium与转肽酶结合，而使该酶失活，抑制了侧链末端的丙氨酸与五肽桥的连接，破坏了细菌细胞壁的完整性（即抑制肽聚糖的合成），因此， Penicillium仅对正在生长着的细菌，且主要是对G+菌有效。 8、 糖被 是指某些细菌在一定的条件下，在菌体细胞壁表面形成的一层厚度不定的松散的粘液物质。9、 芽孢 某些细菌在一定的生长阶段，可在细胞内形成一个圆形、椭圆形或圆柱形

6、，高度折光，厚壁，含水量低，抗逆性强的休眠构造，称为芽孢或内生孢子。10、荚膜 当黏液物质具有固定层次附着于细胞壁外时，称为荚膜。（二）真核微生物1、 真核微生物 具有核膜包被的真正细胞核、能进行有丝分裂、细胞质中有线粒体或同时存在叶绿体等多种细胞器的微小生物，被称为真核微生物。也包含某些亲缘关系相近的较大型个体生物，如蕈菌等2、 真核微生物的主要类群：真菌、藻类、原生动物3、 真菌主要包含：酵母、霉菌、蕈菌4、 真核细胞的起源：内共生假说5、 酵母菌的特点：1个体一般以单细胞状态存在；2多数出芽繁殖，也有的裂殖；3能发酵糖类产能；4细胞壁常含有甘露聚糖；5喜在含糖量较高，酸度较大的环境中生长

7、。6、 酵母菌的大小：直径一般为25m，长度为530m，是细菌的10倍7、 酵母细胞壁的主要成分：甘露聚糖、葡聚糖8、 芽痕、蒂痕 酵母出芽繁殖时，子细胞与母细胞分离，在子、母细胞壁上都会留下痕迹。在母细胞的细胞壁上出芽并与子细胞分开的位点称芽痕，子细胞细胞壁上的位点称蒂痕。9、 假菌丝 ：某些酵母经出芽繁殖后，子细胞结成长链，并有分支，称为假菌丝。10、酵母的有性生殖方式：接合11、霉菌 是丝状真菌的一个俗称，通常指那些菌丝体较为发达又不产生大型肉质子实体结构的真菌。12、菌丝体：营养菌丝、气生菌丝（真菌的典型营养体是丝状体，叫菌丝。组成真菌菌体的一团菌丝，叫菌丝体）13、假根 是Rhizo

8、pus(根霉属)等低等真菌的匍匐菌丝与固体基质接触处分化出来的根状结构，具有固着和吸取养料等功能。与其相向生长的是孢囊梗 14、子实体 在里面或上面可产生无性或有性孢子，有一定形状和构造的任何菌丝体组织 15蕈菌的形态特征：形成形状大小和颜色各一的肉眼可见的大型肉质子实体（三）病毒1、 病毒的特点 1 个体极其微小，一般都能通过细菌滤器，故必须在电镜下才能观察2无细胞结构，病毒仅由核酸和蛋白质外壳组成，故又称“分子生物”3每一种病毒只含一种核酸，即DNA或RNA4专性活细胞寄生，病毒只携带少数几种酶，没有产能酶系，因而不能独立生活，也不能在无生命的人工培养基上生长，必须依赖于寄细胞提供酶、营养

9、和能量才能生活。另外病毒也无完整的蛋白质等“元件”的装配实现其大量繁殖，有些病毒的核酸还能整合到宿主基因组中，并诱发潜伏性感染5对一般抗生素不敏感，但对干扰素敏感。2、 病毒的基本结构：核酸和蛋白质 两种对称 螺旋对称、二十四面体对称 复合对称（仅少数病毒壳体为复合对称结构）3、 衣壳蛋白 是构成病毒衣壳结构的蛋白质，由一条或多条多肽链折叠形成的蛋白质亚基是构成衣壳蛋白的最小单位。4、 噬菌体 是感染细菌、放线菌和蓝细菌等原核微生物的病毒5、 溶源性 温和噬菌体与细菌共存的特性6、 前噬菌体 被整合到细菌细胞染色体上的病毒7、 温和噬菌体 这类噬菌体侵染细菌后，将自身基因组整合到细菌细胞染色体

10、上，随寄主细胞分裂而同步复制，不引起细菌裂解释放噬菌体。三、微生物的营养与生长1、 微生物的六大营养要素：碳源、氮源、能源、生长因子、无机盐、水。2、 微生物的营养类型：光能自养型、光能异养型、化能自养型、化能异养型。3、 微生物对营养物质的吸收：单纯扩散、促进扩散、主动运输、基团转位。4、 培养基的类型 1根据培养基成分来源不同分为：天然培养基、组合培养基、半组合培养基；按培养基外观的物理状态分类：固体培养基、半固体培养基、液体培养基、脱水培养基；按培养基的功能分类：选择性培养基、鉴别性培养基5、 选择培养基、鉴别培养基与富集培养基 选择培养基：在进行菌种筛选是，可以在培养基中加入特定的物质

11、，抑制不需要的菌生长，而允许需要的菌生长，这种培养基就称为选择培养基。 鉴别培养基：培养基中加有能与某种菌的代谢产物发生显色反应的指示剂，通过肉眼观察出该菌菌落与外形相似的其他菌落相区分的培养基。 富集培养基：向培养基中加入某种适合某一类微生物生长的物质的培养基。6、 完全培养基、基本培养基和补充培养基 基本培养基MM符号【-】：其成分为由基本营养元素如S、N、P等所组成的矿物盐，在需要时添加某种有机物作为碳源和能源，但在培养光合细菌时则不需要添加有机物。 基本培养基是限制性培养基，需要生长因子的营养缺陷型菌株在基本培养基中就不能生长。 完全培养基CM，符号【+】：是指能够满足所有营养缺陷型菌

12、株需要的天然或半合成培养基。 补充培养基SM符号【A】或B:是指仅能满足某种营养缺陷型菌株生长需要的合成或半合成培养基。一般是通过向培养基中加入特定的营养缺陷型菌株所不能合成的相应的生长因子配制而成。7、 纯培养微生物分离的基本方法：平板划线法、稀释涂布法（具体步骤） 将待分离的材料进行10倍系列稀释取一定稀释度的样品涂布平板预先制备好的琼脂平板，用无菌涂棒将样品涂布均匀细菌菌落通常仅在平板表面生长8、 菌种保藏的几种方法 低温冷藏法：斜面接种培养后置4冰箱保藏；低温冷冻保藏法：-196液氮保藏 -70低温冰箱 -2030的普通冰箱；干燥保藏法：冷冻干燥超低温保藏法、沙土管干燥低温保藏法9、

13、直接计数法和间接计数法10、 绘制单细胞无分支微生物的生长曲线11、 连续培养的类型：恒浊器、恒化器12、 灭菌、消毒、防腐、化疗13、 巴氏消毒法：63, 30min或72, 15min14、 高压蒸汽灭菌：121，20min。15、 抗生素的作用机理16、 抗生素抗药性四、微生物的代谢1、 分解代谢与合成代谢 分解代谢是指细胞将大分子物质降解成小分子物质，并在这个过程中产生能量。一般可将分解代谢分为三个阶段：第一阶段是将蛋白质、多糖及脂质等大分子营养物质降解成氨基酸、单糖及脂肪酸等小物质分子，在此阶段释放少量能量；第二阶段是将第一阶段产物进一步降解成更为简单的乙酰辅酶A、丙酮酸以及能进入三

14、羧酸循环的某些中间产物，这个阶段可以在无氧条件下进行，会产生一些ATP、NADH和FADH2 ；第三阶段是通过三羧酸循环将第二阶段产物完全降解生成CO2，并产生ATP、NADH和FADH2。第二和第三阶段产生的ATP、NADH及FADH2通过电子传递链被氧化，可产生大量ATP。 合成代谢是指细胞利用简单的小分子物质合成复杂大分子的过程，在这个过程中要消耗能量。2、 呼吸作用与发酵作用的区别：有无呼吸电子传递链 呼吸作用有呼吸电子传递链3、 有氧呼吸和无氧呼吸的区别：电子和氢的受体是否为氧气 无氧呼吸的最终电子受体不是氧分子4、 巴斯德效应：乙醇发酵需在厌氧条件下进行，如果变成好氧条件，乙醇形成

15、就停止，葡萄糖分解的速度减慢。5、 乙醇发酵的两种类型：酵母型糖酵解；细菌型PK途径6、 同型乳酸发酵和异型乳酸发酵 P947、 两用代谢途径 凡在分解代谢和合成代谢中均具有功能的代谢途径（例EMP、HMP、TCA循环）8、 乙醛酸循环 又称乙醛酸支路（glyoxylate shunt），是TCA循环的一条回补途径，可使TCA循环不仅具有高效产能功能，而且还兼有可为许多重要生物合成反应提供有关中间代谢物的功能，Eg.草酰乙酸可合成天冬氨酸， 酮戊二酸可合成谷氨酸，琥珀酸可合成叶卟啉等。9、 生物固氮的原理 固氮酶活性需要Mg2+固氮酶对氧极为敏感，固氮作用必须在严格厌氧条件下进行。固氮作用需要

16、消耗 ATP固氮作用需要消耗NAD(P)H+H+ 10、 固氮酶避氧害的机制 1、快速清除所产生的氧 2、在空间上进行氧阻遏 3、在时间上进行氧阻遏 4、固氮酶构象保护作用11、 肽聚糖的合成机制（详细） 第一阶段：合成肽聚糖的前体物质“park”核苷酸。此反应在细胞质中进行。a、由6-磷酸葡萄糖合成N-乙酰葡萄糖胺和N-乙酰胞壁酸 b、由N-乙酰胞壁酸合成“park”核苷酸 第二阶段：由“park”核苷酸合成肽聚糖单体 第三阶段：合成完整的新的肽聚糖 P10912、 葡萄糖效应（乳糖操纵子） 细胞内同时存在两种碳源（或两种氮源）时，利用快的那种碳源（或氮源）会阻遏利用慢的那种碳源（或氮源）的

17、有关酶合成的现象。五、 微生物的遗传1、 证明遗传物质是核酸的三个经典实验 1、细菌转化实验：表明在加热杀死的S型菌中存在某种因子，能使活的R型菌转变成S型菌。 2、噬菌体侵染实验：说明决定T2噬菌体蛋白质外壳的遗传信息的携带者是DNA。 3、病毒重建实验：遗传性状完全由RNA决定，RNA是TWV的遗传物质。 以上三个实验直接证明了遗传物质是DNA(或RNA)2、 证明基因突变的自发性的三个经典实验 变量实验 、涂布实验、影印平板培养实验 P1473、 质粒 指细菌染色体之外的遗传因子，通常指共价、闭合、环状双链DNA。4、 质粒作为基因工程载体的优点 1、体积小，便于DNA的分离与操作 2、

18、呈环状，使其在化学分离过程中能保持性能稳定。 3、有不受核基因组控制的独立复制起始点。 4、拷贝数多，是外源DNA可很快扩增。 5、存在抗药性基因等选择性标记。5、 基因突变 染色体上基因本身的变化又称基因突变，是DNA特定部位的核苷酸序列发生了变化，致使所编码的蛋白质结构发生变化，导致了个体表型的不同。6、 诱变 是指人为地用物理、化学、生物的方法处理微生物，使其遗传物质发生变异，从而达到改变其表型的目的。7、 基因突变的特点 1、突变的不对应性 2、突变的自发性 3、突变的稀有性 4、突变的可诱变性 5、突变的独立性 6、突变的稳定性 7、突变的可逆性8、 紫外线引起DNA损伤的机制9、

19、DNA损伤的修复机制 光复活修复其机制是可见光（波长400nm左右）激活的光复活酶分解了紫外线照射而形成的嘧啶二聚体。暗修复的机制分为去除修复和重组修复。去除修复由核酸内切酶、核酸外切酶、DNA聚合酶和DNA连接酶经过一系列的作用将紫外线照射所造成的嘧啶二聚体从DNA上除去，并修补DNA链残缺从而变成完整的DNA的过程。重组修复是受损伤的DNA在复制后通过重组作用进行的修复，一般由射线和化学物质引起的DNA损伤，其修复与暗修复有关。10、 艾姆氏实验 P151 必考11、 基因重组：转化、转导、接合、原生质体融合12、 转化 携带基因的外源DNA分子通过与膜结合进入受体细胞，并在其中稳定维持和

20、表达的过程成为转化。13、 转导 通过噬菌体（病毒）颗粒感染，把噬菌体携带的外源DNA片段导入被感染的受体细胞的过程，称为转导。感受态细胞 是指处于能摄取外界DNA分子的生理状态的细胞。六、食品制造与微生物的应用1、细菌应用于食品制造：醋、干酪、酸乳、味精2、酵母应用于食品制造：面包、啤酒、葡萄酒、白酒3、真菌应用于食品制造：糖化淀粉、酱油、腐乳、柠檬酸七、食品变质与微生物1、食品变质概念：食品受到各种内外因素的影响，造成其原有化学性质或物理性质发生变化，降低或失去其营养价值和商品价值的过程。2、食品变质的基本条件食品本身的性质：食品的营养成分、食品的氢离子浓度、食品的水分、食品的渗透压、食品

21、的存在状态污染微生物的种类和数量：分解蛋白质类食品的微生物、分解碳水化合物类食品的微生物、分解脂肪类食品的微生物食品所处的环境：温度、气体、湿度3、罐藏食品的分类：低酸性罐头（pH5.3）、中酸性罐头（5.34.5）、酸性罐头（4.53.7）、高酸性罐头（85%）和费用省等优点3、简述生物固氮的机制和主要步骤以及固氮酶避氧害的机制。微生物固氮是在固氮酶的作用下完成的。固氮酶是一种复合蛋白，结构比较复杂，由固二氮酶和固二氮还原酶组成。固二氮酶是含铁和钼的蛋白，是还原N2的活性中心；固二氮还原酶是只含铁的蛋白。固氮过程经历以下几个环节：电子经铁氧还蛋白（Fd）或黄素氧还蛋白（Fld）传递到固二氮还

22、原酶的铁原子上使其还原；还原型固二氮还原酶与ATP-Mg结合生成变构的固二氮还原酶-ATP-Mg复合物；固二氮酶与分子氮结合，再与固二氮还原酶-ATP-Mg复合物反应形成1:1的复合物完整的固氮酶；固氮酶形成以后，一个电子从固二氮还原酶-ATP-Mg复合物转移到固二氮酶的铁原子上，此时固二氮还原酶恢复为氧化型，同时将ATP水解为ADP+Pi；转移到固二氮酶铁原子上的电子再转移给与钼结合的活化了的分子氮，通过六次这样的电子转移后，可以将一分子的氮还原为2分子的NH3；固二氮酶也恢复为原有状态。4、取两株基因型分别为A+B-和A-B+的鼠伤寒沙门氏菌菌株A和B，放入下面的U型管两端，U中部放有滤板只允许比细菌小的粒子通过，使细菌不能直接接触。用真空泵抽气使液体流动。培养一段时间后，分别取两端菌液涂布在基本培养基的平板上，结果在平板上发现了原养型个体。问：你怎样证明该原养型个体的出现是转化导致的还是转导的结果。若两端菌液都长出原养型，则是转化导致的若只有一端菌液长出原养型，则是转导的结果5、列举食品生产中细菌、酵母、真菌分别有什么作用。P222细菌：乳酸菌可将可发酵性糖转化为乳酸，生产酸奶、干酪、泡菜纳豆菌用来发酵纳豆真菌：利用霉菌制作腐乳、豆酱等豆制品，发酵茶叶利用米曲霉生产酱油酵母菌：酿造白酒、制作面包、馒头6、举例说明微生物发酵在食品生产中的应用。乳酸菌发酵酸