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科赫细菌学奠基人科赫细菌学奠基人贡献贡献1 1、配制固体培养基，并建立分离纯化微生、配制固体培养基，并建立分离纯化微生物的技术。物的技术。2 2、分离到许多病原菌。、分离到许多病原菌。3 3、提出了科赫法则。、提出了科赫法则。肽聚糖肽尾上的第三个氨基酸是肽聚糖肽尾上的第三个氨基酸是L-赖赖AA肽肽桥；有肽桥。桥；有肽桥。G-菌菌肽聚糖肽尾上的第三个氨基酸是是内消旋肽聚糖肽尾上的第三个氨基酸是是内消旋 二氨基庚二酸；无特殊肽桥。二氨基庚二酸；无特殊肽桥。G+菌菌革兰氏染色的原理革兰氏染色的原理由于由于G+菌和菌和G-细胞壁化学成分的差异，引起细胞壁化学成分的差异，引起了两者对染料了两者对染料(结晶紫与碘的复合物结晶紫与碘的复合物)物理阻留物理阻留能力的不同。能力的不同。G+菌细胞壁肽聚糖网层厚，乙醇菌细胞壁肽聚糖网层厚，乙醇脱色后，网孔缩小，而且不含类脂，乙醇处理脱色后，网孔缩小，而且不含类脂，乙醇处理后不会出现缝隙，因此能把结晶紫与碘的复合后不会出现缝隙，因此能把结晶紫与碘的复合物留在壁内，使其呈紫色；物留在壁内，使其呈紫色；G-菌细胞壁网层少，菌细胞壁网层少，交联差，而且含类脂多，乙醇处理后，细胞壁交联差，而且含类脂多，乙醇处理后，细胞壁出现缝隙，结晶紫与碘的复合物溶出，呈无色，出现缝隙，结晶紫与碘的复合物溶出，呈无色，复染后被沙黄染成红色。复染后被沙黄染成红色。个体形态与群体形态的相关性：个体形态与群体形态的相关性：无鞭毛、不运动的细菌：较小、厚、边缘整无鞭毛、不运动的细菌：较小、厚、边缘整齐的半球状菌落。齐的半球状菌落。有鞭毛、运动强的菌：大、扁平、边缘多缺有鞭毛、运动强的菌：大、扁平、边缘多缺刻、不规则菌落。刻、不规则菌落。有糖被的菌：大、透明、蛋清状菌落。有糖被的菌：大、透明、蛋清状菌落。有芽孢的菌：粗糙、不透明、多褶的菌落。有芽孢的菌：粗糙、不透明、多褶的菌落。典型放线菌的个体形态典型放线菌的个体形态菌丝很细、呈分支生长。菌丝分基内菌丝菌丝很细、呈分支生长。菌丝分基内菌丝和气生菌丝。在气生菌丝上会分化出大量和气生菌丝。在气生菌丝上会分化出大量分生孢子而形成孢子丝，孢子丝在不同菌分生孢子而形成孢子丝，孢子丝在不同菌种中有不同的形态，包括直生、波曲、钩种中有不同的形态，包括直生、波曲、钩状、螺旋状或轮生等。孢子形态多样，颜状、螺旋状或轮生等。孢子形态多样，颜色丰富，表面有的光滑，有的有刺等。色丰富，表面有的光滑，有的有刺等。放线菌与霉菌菌落的异同：放线菌与霉菌菌落的异同：相同点：相同点：表面干燥、不透明；与培养基结合紧密，表面干燥、不透明；与培养基结合紧密，不易挑起；菌落颜色多样，正反面颜色一般不易挑起；菌落颜色多样，正反面颜色一般不同。不同。不同点：不同点：放线菌：菌落小而致密；常带有泥腥味；放线菌：菌落小而致密；常带有泥腥味；生长较慢。生长较慢。霉菌：菌落大而疏松或大而致密；往往带霉菌：菌落大而疏松或大而致密；往往带有霉味；生长一般较快。有霉味；生长一般较快。细菌与酵母菌菌落异同点细菌与酵母菌菌落异同点相同点：表面光滑湿润、较透明、质地均相同点：表面光滑湿润、较透明、质地均匀；与培养基不结合，易挑取；中央与边匀；与培养基不结合，易挑取；中央与边缘、正面与反面颜色相同。缘、正面与反面颜色相同。不同点：不同点：酵母菌菌落颜色单调；菌落大而突起；生酵母菌菌落颜色单调；菌落大而突起；生长较快；多带酒香味。长较快；多带酒香味。细菌菌落颜色多样；菌落小而突起或大而细菌菌落颜色多样；菌落小而突起或大而平坦；生长很快；一般有臭味。平坦；生长很快；一般有臭味。病毒：是一类结构简单、个体微小、只含单一核酸、病毒：是一类结构简单、个体微小、只含单一核酸、在活细胞内以复制方式增殖的非细胞型微生物。在活细胞内以复制方式增殖的非细胞型微生物。溶源性溶源性：噬菌体侵入宿主细胞后，其基因整合到宿主：噬菌体侵入宿主细胞后，其基因整合到宿主细胞基因组上，并随宿主细胞的复制而进行同步复制，细胞基因组上，并随宿主细胞的复制而进行同步复制，不引起宿主细胞裂解，此即称不引起宿主细胞裂解，此即称溶源性溶源性。温和噬菌体：能引起溶源性的噬菌体温和噬菌体：能引起溶源性的噬菌体烈性噬菌体：在短时间内能连续完成吸附、侵入、增烈性噬菌体：在短时间内能连续完成吸附、侵入、增殖、成熟和裂解殖、成熟和裂解5个阶段而实现其繁殖的噬菌体。个阶段而实现其繁殖的噬菌体。E.coli 的T偶数噬菌体结构 衣壳：衣壳：212衣壳粒衣壳粒结构：头部二十面体对称核心：双链结构：头部二十面体对称核心：双链DNA 颈环颈环 颈部颈须颈部颈须尾鞘尾鞘尾部螺旋对称尾管尾部螺旋对称尾管基板基板(P67图图3-4)刺突（刺突（6个）个）尾丝（尾丝（6条）条）噬菌体的繁殖（噬菌体的繁殖（E.coli T偶数噬菌体）偶数噬菌体）1）、吸附：）、吸附：尾丝接触宿主细胞受体颈须散开尾丝接触宿主细胞受体颈须散开 尾丝尾丝刺突、基板固着于宿主细胞刺突、基板固着于宿主细胞2）、侵入：）、侵入：尾丝收缩基板构象发生变化尾鞘收缩尾丝收缩基板构象发生变化尾鞘收缩尾管释放溶菌酶尾管插入宿主细胞尾管释放溶菌酶尾管插入宿主细胞核酸注入细胞内核酸注入细胞内3）、增殖：核酸的复制、蛋白质的生物合成）、增殖：核酸的复制、蛋白质的生物合成4）、成熟（装配）将各种）、成熟（装配）将各种“部件部件”进行装配进行装配5）、裂解（释放）：）、裂解（释放）：脂肪酶水解细胞膜脂肪酶水解细胞膜溶菌酶水解细胞壁宿主细胞裂解释放子代溶菌酶水解细胞壁宿主细胞裂解释放子代一、碳源：一切能满足微生物生长繁殖所需碳元素一、碳源：一切能满足微生物生长繁殖所需碳元素 的营养物。的营养物。功能：功能：1、为微生物合成自身细胞物质（糖类、脂类、为微生物合成自身细胞物质（糖类、脂类、蛋白质）提供碳元素。蛋白质）提供碳元素。2、提供微生物代谢产物中的碳元素。、提供微生物代谢产物中的碳元素。3、为微生物提供生命活动所需能量。、为微生物提供生命活动所需能量。二、氮源：凡能提供微生物生长繁殖所需氮元二、氮源：凡能提供微生物生长繁殖所需氮元 素的营养物质。素的营养物质。功能：功能：1、为微生物合成自身细胞物质（蛋白、为微生物合成自身细胞物质（蛋白质、核酸）提供氮元素。质、核酸）提供氮元素。2、提供微生物代谢产物中的氮元素。、提供微生物代谢产物中的氮元素。三、能源：能为微生物生命活动提供最初能量来源三、能源：能为微生物生命活动提供最初能量来源的营养物或辐射能。的营养物或辐射能。功能：为微生物代谢提供能量。功能：为微生物代谢提供能量。四、生长因子：是一类调节微生物正常代谢四、生长因子：是一类调节微生物正常代谢所必须但不能用简单的碳、氮源自行合成的所必须但不能用简单的碳、氮源自行合成的有机物。有机物。功能：功能：1、为微生物提供重要细胞化学物、为微生物提供重要细胞化学物质（蛋白质、核酸、脂质、辅酶、辅基）中质（蛋白质、核酸、脂质、辅酶、辅基）中的组分。的组分。2、参与代谢。、参与代谢。五、无机盐：为微生物提供除碳、氮源以外的各种五、无机盐：为微生物提供除碳、氮源以外的各种 重要元素。重要元素。无机盐的功能：无机盐的功能：细胞内分子的成分（细胞内分子的成分（P、S、Co、Mo等）等）调节渗透压（调节渗透压（Na+、等）、等）酶的激活剂（酶的激活剂（Mg2+、Cu2+、等）、等）化能自养微生物的能源（化能自养微生物的能源（S0、Fe2+、NH4+、NO2-）无氧呼吸时的氢受体（无氧呼吸时的氢受体（NO3-、SO42-）调节调节PH的稳定的稳定六、水六、水功能：功能：1、优良溶剂，保证生物生化反应的进行。、优良溶剂，保证生物生化反应的进行。2、维持大分子结构稳定。、维持大分子结构稳定。3、参与生化反应。、参与生化反应。4、保证了细胞内的温度不会因新陈代谢过程、保证了细胞内的温度不会因新陈代谢过程中释放的能量骤然上升（高比热、高汽化热）中释放的能量骤然上升（高比热、高汽化热）5、少数微生物的营养物、少数微生物的营养物鉴别培养基：一类在成分中加有能与目的菌的无色代谢产物发生显色反应的指示剂，从而达到只须用肉眼辨别颜色就能方便地从近似菌落中找出目的菌菌落的培养基。EMB培养基主要成分：乳糖、伊红、美蓝。在酸性条件下，伊红、美蓝结合成深紫色或棕色，同时伊红、美蓝抑制革兰阳性菌、难培养的革兰阴性菌的生长。发酵乳糖的肠道杆菌，产酸，产酸力强的菌，其菌落深紫色；产酸力弱的菌，其菌落棕色。不产酸的菌，其菌落无色。产生产生ATP途径：途径：氧化磷酸化、底物水平磷酸化、光合氧化磷酸化、底物水平磷酸化、光合磷酸化磷酸化发酵：发酵：指在无氧等外源氢受体的条件下，底物脱指在无氧等外源氢受体的条件下，底物脱氢所产生的还原力未经呼吸链传递氢所产生的还原力未经呼吸链传递而直接交某一内源性中间代谢物接受，以而直接交某一内源性中间代谢物接受，以实现底物水平磷酸化产能的一类生物氧化实现底物水平磷酸化产能的一类生物氧化方式方式(一一)、延滞期：、延滞期：特点：特点：1 1、生长速率常数为零、生长速率常数为零(每小时分裂的次数为生每小时分裂的次数为生长速率常数长速率常数)2 2、细胞变大或增长、细胞变大或增长3 3、细胞内、细胞内RNARNA增加增加4 4、合成代谢活跃、合成代谢活跃5 5、对外界不良环境敏感、对外界不良环境敏感(易变异易变异)应用应用为缩短潜伏期，可提高发酵培养基的为缩短潜伏期，可提高发酵培养基的营养成分或让发酵培养基的成分接近营养成分或让发酵培养基的成分接近种子培养基；接种到发酵液中的菌应种子培养基；接种到发酵液中的菌应为指数期。为指数期。(二二)、指数期、指数期特点：特点：1、生长速率常数、生长速率常数(R)最大；代最大；代 时最小。时最小。2、G(代时代时)=1/R(细胞每分裂一细胞每分裂一 次所需的时间为代时次所需的时间为代时)3、细胞进行平衡生长、细胞进行平衡生长 4、酶系活跃、酶系活跃应用：应用：用于生理、生化研究；用于生理、生化研究；噬菌体最适宿主；噬菌体最适宿主；发酵工业发酵工业 中用作种子；中用作种子；(三三)、稳定期：、稳定期：特点：特点：1 1、R R为零为零 2 2、生长产量常数最大、生长产量常数最大(生长得率生长得率)Y=X-XY=X-X0 0/C/C0 0-C=X-X-C=X-X0 0/C/C0 0 3 3、积累内含物：糖原、异染颗粒、脂肪、积累内含物：糖原、异染颗粒、脂肪 4 4、形成芽孢、形成芽孢 5 5、合成次生代谢产物、合成次生代谢产物对生产实践的指导意义：1、某些产物的最佳收获期：生产菌体或与菌体生长相平行的代谢产物。2、某些物质进行生物测定的最佳时期：氨基酸、维生素等。3、促使连续培养原理、工艺、技术的创建。(四四)、衰亡期：、衰亡期：特点特点 ：R R为负值为负值细胞形态多形性细胞形态多形性 有的自溶有的自溶 产生抗生素等次生代谢产物产生抗生素等次生代谢产物 释放芽孢释放芽孢(产芽孢的菌产芽孢的菌)应用：产生的抗生素等次生代谢产物可以在应用：产生的抗生素等次生代谢产物可以在此阶段收获。此阶段收获。巴氏消毒法：是一种专用于牛奶、啤巴氏消毒法：是一种专用于牛奶、啤酒、果酒或酱油等不宜进行高温灭菌酒、果酒或酱油等不宜进行高温灭菌的液态风味食品或调料的低温消毒方的液态风味食品或调料的低温消毒方法，以其发明者巴斯德命名。法，以其发明者巴斯德命名。下列曲线代表的意义下列曲线代表的意义抑菌：抑制微生物的生长繁殖，活菌数和总菌抑菌：抑制微生物的生长繁殖，活菌数和总菌数保持不变。数保持不变。杀菌：菌体虽死，但形体尚存，活菌数下降，杀菌：菌体虽死，但形体尚存，活菌数下降，但总菌数不变。但总菌数不变。溶菌：菌体被杀死后，细胞发生自溶、裂解现溶菌：菌体被杀死后，细胞发生自溶、裂解现象，活菌数和总菌数都下降象，活菌数和总菌数都下降比较比较 E.coli的的 F、F、Hfr和和 F菌株的异同和关系菌株的异同和关系 相同相同 差异差异 F菌株：菌株：无无F质粒质粒 F菌株：菌株：有有F质粒质粒 F质粒质粒 呈游离态呈游离态Hfr菌株：菌株：有有 F质粒质粒 F质粒呈整合态质粒呈整合态 F菌株：菌株：有有 F质粒质粒 F质粒呈游离态且携带部分质粒呈游离态且携带部分 宿主基因宿主基因 F菌株与菌株与F菌株接合后获得菌株接合后获得F质粒转变成质粒转变成F菌株。菌株。F菌株与菌株与F菌株接合后获得菌株接合后获得F质粒转变成质粒转变成F菌株。菌株。F 菌株中的质粒整合到宿主核基因组上菌株中的质粒整合到宿主核基因组上转变成转变成Hfr菌株；菌株；Hfr菌株中的质粒从宿主菌株中的质粒从宿主核基因组上正常解离则转变成核基因组上正常解离则转变成F 菌株；菌株；Hfr菌株中的质粒从宿主核基因组上异常解菌株中的质粒从宿主核基因组上异常解离携带了部分宿主核基因则转变成离携带了部分宿主核基因则转变成 F菌株；菌株；F菌株中的菌株中的F质粒也可整合到宿主染色体质粒也可整合到宿主染色体上转变为上转变为Hfr菌株。菌株。微生态学：是研究人类、动植物微生态学：是研究人类、动植物体内、体表的正常菌群与其宿主体内、体表的正常菌群与其宿主相互依赖、相互制约关系的科学。相互依赖、相互制约关系的科学。抗体形成的规律抗体形成的规律（1）初次应答：机体初次接触抗原后，需经过）初次应答：机体初次接触抗原后，需经过一段潜伏期后才能在血清中产生抗体，抗体量一段潜伏期后才能在血清中产生抗体，抗体量一般不高，维持时间短，且很快下降。机体的一般不高，维持时间短，且很快下降。机体的这种初次接触抗原的反应称为初次应答。这种初次接触抗原的反应称为初次应答。（2）再次应答：在对抗原发生初次应答后，再）再次应答：在对抗原发生初次应答后，再注射相同的抗原，潜伏期明显缩短，抗体量上注射相同的抗原，潜伏期明显缩短，抗体量上升到最高水平（为初次抗体量的升到最高水平（为初次抗体量的10100倍），倍），并且在体内维持较长的时间，抗体的类别主要并且在体内维持较长的时间，抗体的类别主要为为IgG。机体的这种再次接触抗原的反应称为。机体的这种再次接触抗原的反应称为二次应答或再次应答。二次应答或再次应答。（3）回忆反应：当初次注射产生的抗体在体内完全消灭时，如再接触相同抗原，又可使该抗体突然回升，称为回忆反应（4）几类抗体出现的顺序：IgM出现最早，但很快消失（数周或数月）。IgG在IgM后出现，持续时间长（数年）。IgA在 IgG后出现，含量少，持续时间较长。实践中的应用：（1）在预防接种时，根据初次应答与二次应答的规律，注射疫苗一般都要注射23次，且第一次和第二次接种时间要有一定间隔。（2）在抗体制备中，采用多次注射抗原的方法。（3）根据抗体出现的先后规律，在疾病诊断中，可做出早期快速诊断。各举一例说明微生物间及微生物与它种生各举一例说明微生物间及微生物与它种生物间最典型的五种关系：物间最典型的五种关系：答出定义，各举一例。答出定义，各举一例。一、互生：两种可单独生活的生物，当它一、互生：两种可单独生活的生物，当它们在一起时，通过各自的代谢活动而有利们在一起时，通过各自的代谢活动而有利对方或偏利于一方的生活方式。对方或偏利于一方的生活方式。(一一)、微生物间的互生：、微生物间的互生：好氧性自生固氮菌好氧性自生固氮菌 纤维素纤维素分解菌分解菌(二二)、人体肠道中正常菌群与人的互生、人体肠道中正常菌群与人的互生 二、共生：是指两种生物共居在一起，二、共生：是指两种生物共居在一起，相互分工合作、相依为命，甚至达到难相互分工合作、相依为命，甚至达到难分难解合二为一的极其紧密的一种相互分难解合二为一的极其紧密的一种相互关系。关系。微生物间的共生：微生物间的共生：地衣地衣(真菌与绿藻；真菌与绿藻；真菌与蓝细菌真菌与蓝细菌)三、寄生：指一种小型生物生活在另三、寄生：指一种小型生物生活在另一种较大型生物的体内或体表，从中一种较大型生物的体内或体表，从中夺取营养并进行生长繁殖，同时使后夺取营养并进行生长繁殖，同时使后者蒙受损害甚至被杀死的一种相互关者蒙受损害甚至被杀死的一种相互关系。前者为寄生物，后者为宿主。系。前者为寄生物，后者为宿主。微生物间的寄生微生物间的寄生噬菌体寄生原核生物中噬菌体寄生原核生物中(噬菌体：寄生噬菌体：寄生原核生物细胞内的病毒。原核生物细胞内的病毒。)蛭弧菌寄生肠杆菌、假单胞菌中蛭弧菌寄生肠杆菌、假单胞菌中四、拮抗：指某种生物体所产生的特定代谢产四、拮抗：指某种生物体所产生的特定代谢产物可抑制他种生物的生长发育甚至杀死它们的物可抑制他种生物的生长发育甚至杀死它们的一种相互关系。一种相互关系。青霉菌产生的青霉素拮抗青霉菌产生的青霉素拮抗G+G+性菌；性菌；乳酸菌产生有机酸拮抗腐败菌乳酸菌产生有机酸拮抗腐败菌五、捕食：一般指大型的生物直接捕捉、吞食五、捕食：一般指大型的生物直接捕捉、吞食另一种小型生物以满足其营养需要的相互关系。另一种小型生物以满足其营养需要的相互关系。原生动物捕食细菌、藻类原生动物捕食细菌、藻类 真菌捕食线虫真菌捕食线虫 细胞免疫应答：细胞免疫应答：TDAg 被巨噬细胞吞噬处理（被巨噬细胞吞噬处理（APC）将将Ag 呈递呈递 TH将将Ag呈递呈递 TC 效应性效应性TC（TC、TD）执行细胞免疫功能执行细胞免疫功能（TC 直接杀伤靶细胞；TD 通 记忆性记忆性T细胞细胞过释放淋巴因子排除抗原）TIAgTDAg TDAg 被巨噬细胞吞噬处理被巨噬细胞吞噬处理 将将Ag Ag 呈递呈递 T TH H将将Ag呈递呈递 呈递呈递 BC BC 浆细胞浆细胞 产生抗体产生抗体 执行体液免疫功能执行体液免疫功能 记忆性记忆性B B细胞细胞（抗体排除抗原）（抗体排除抗原）TIAgTIAg体液免疫应答体液免疫应答如何预防下列人群破伤风病？为什么？如何预防下列人群破伤风病？为什么？接种过白、百、破三联疫苗的受伤（创接种过白、百、破三联疫苗的受伤（创口小而深）儿童口小而深）儿童 未接种过破伤风类毒素的受伤（创口未接种过破伤风类毒素的受伤（创口小而深）民工小而深）民工 3个月后将执行战斗任务战士个月后将执行战斗任务战士1、注射破伤风类毒素。因为儿童曾注射过、注射破伤风类毒素。因为儿童曾注射过破伤风类毒素，建立过初次应答，再次注射类破伤风类毒素，建立过初次应答，再次注射类毒素，刺激机体产生再次应答，机体在短时间毒素，刺激机体产生再次应答，机体在短时间内能产生大量的抗体，起到保护作用。内能产生大量的抗体，起到保护作用。2、注射破伤风抗毒素。因为他们没有注射过、注射破伤风抗毒素。因为他们没有注射过破伤风类毒素，机体对此没有建立过初次应答，破伤风类毒素，机体对此没有建立过初次应答，采用人工被动免疫，能在短时间内能产生保护采用人工被动免疫，能在短时间内能产生保护作用。作用。3、注射破伤风类毒素。采用此方法的优点是，、注射破伤风类毒素。采用此方法的优点是，它属于人工自动免疫，可以刺激机体产生大量它属于人工自动免疫，可以刺激机体产生大量的抗体，而且抗体持续时间长，在一段时间内的抗体，而且抗体持续时间长，在一段时间内对人体都有保护作用。对人体都有保护作用。三域学说：生物界分为细菌域、古三域学说：生物界分为细菌域、古生菌域和真核生物域；它们都由一生菌域和真核生物域；它们都由一种共同远祖进化而来，它原是一种种共同远祖进化而来，它原是一种小细胞，先分化出细菌和古生菌两小细胞，先分化出细菌和古生菌两类原核生物，后来在古生菌分支上类原核生物，后来在古生菌分支上的细胞，先后吞噬了的细胞，先后吞噬了朊细菌和蓝细朊细菌和蓝细菌，并发生了内共生，从而两者分菌，并发生了内共生，从而两者分别进化成线粒体和叶绿体，宿主最别进化成线粒体和叶绿体，宿主最终发展成各类真核生物。终发展成各类真核生物。