微生物重点复习资料(微生物学教程-周德庆).doc

绪论1.微生物发展史重要人物+贡献：（1）列文虎克-观察到细菌微生物学先驱者（2）巴斯徳 微生物学的奠基人 曲颈瓶试验推翻生命自然发生说，建立胚种学说。巴氏消毒法。（3）约瑟夫李斯特 发明用石炭酸消毒手术器械、衣物和手术环境，可大大降低感染的机会（4）R. Koch 柯赫细菌学的奠基人 科赫法则：判定某种微生物引起特定疾病，必须同时满足： 相关性：这种微生物必须在所有患该种疾病的生物体内都存在，但在健康生物中不存在 可分离培养：必须将这种微生物分离出来，作纯种培养 可人工感染：当用这种分离出来的微生物接种到一个健康寄主时，必须能够引起同样的疾病 可再分离：必须能够从接种感染的生物体内再次分离得到这种微生物（5）布赫纳生物化学奠基人（6）弗莱明青霉素之父（7）Watson、Crick分子生物学奠基人 发现的DNA结构的双螺旋模型2.微生物的五大共性：（1）体积小，面积大；（2）吸收多，转换快；（3）生长旺，繁殖快；（4）适应强，易变异；（5）分布广，种类多第一章第一节 细菌1.原核生物三菌三体：细菌（狭义的）、放线菌、蓝细菌、支原体、立克次氏体和衣原体2.细菌 概念：细菌是一类细胞细短（直径约0.5m，长度约0.5-5m）、结构简单、胞壁坚韧、多以二分裂方式繁殖和水生性较强的原核生物。3.细菌形态：简单，基本上只有球状、杆状和螺旋状三大类，仅少数为其他形状如丝状、三角形、方形和圆盘形。4.细胞壁 概念：是位于细胞最外的一层厚实、坚韧的外被，只要成分为肽聚糖，具有固定细胞外形和保护细胞不受损伤等多种生理功能 主要功能：固定细胞外形和提高机械强度为细胞的生扎个、分裂和鞭毛运动所必须阻拦大分子有害物质（某些抗生素和水解酶）进入细胞赋予细菌特定的抗原性以及对抗生素和噬菌体的敏感性（1）革兰氏染色原理具体步骤注意事项：A.关键步骤：95%酒精，0.5min；甩干 B.涂片薄而均匀 C.菌种种龄18h D.各步骤时间（2）阴性菌阳性菌的特点G+细菌的细胞壁：厚度大化学组分简单，一般含90%肽聚糖10%磷壁酸（磷壁酸：阳性菌特有）G-细菌的细胞壁：厚度较G+细菌薄，层次较多，成分较复杂，肽聚糖层很薄（仅2-3nm），故机械强度较G+细菌弱（3）四种缺壁细胞：L型细胞：专指那些实验室或宿主体内通过自发突变而形成的遗传性稳定的细胞壁缺损菌株原生质体：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后合成，所得到的仅有一层细胞膜包裹的圆球状渗透敏感细胞球状体：又称原生质球，指还残留了部分细胞壁（尤其是G-细菌外膜层）的原生质体支原体：是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5.细胞膜生理功能：能选择性的控制细胞内、外的营养物质和代谢产物的运送是维持细胞内正常渗透压的结构屏障是合成细胞壁和糖被有关成分（如肽聚糖、磷壁酸、LPS和荚膜多糖等）的重要场所膜上含有与氧化磷酸化或光合磷酸化等能量代谢有关的酶系，故是细胞的产能基地是鞭毛基体的着生部位，并可提供鞭毛旋转运动所需的能量6.核区特点：无核膜、核仁，无固定的形状。（球、哑铃、带状、网状等）无拟真核生物的染色结构。在细胞质的中心或边缘区，一个紧密缠迭在一起的微细DNA细丝区，称核体。或环状、双链、闭合（共价）大型DNA分子，称拟核。7.质粒 概念：存在于细菌染色体外或附加于染色体上的遗传物质，绝大多数由DNA分子组成。 特点：能自我复制，稳定遗传，也可插入细菌染色体中或与其携带的外源DNA片段共同复制增值，可单独转移，也可携带着染色体片断一起转移。8.糖被 概念：包被于某些细菌细胞壁外的一层厚度不定的透明胶状物质。 功能：保护作用 贮藏养料作为透性屏障和离子交换系统表面附着作用细菌间的信息识别作用 鉴别：细菌菌落，产荚膜，表面湿润有光泽，粘液状（S型） 不产荚膜，表面粗糙干燥（R型）9.原核、真核鞭毛区别 原核：有基体、钩形鞘和鞭毛丝三部分组成 真核：“9+2”型：中间1对微管，外围9个微管二联体10.芽孢 概念：某些细菌在其生长发育后期，在细胞内形成的一个圆形或椭圆形、厚壁、含水量低、抗逆性强的休眠结构，称为芽孢 抗性：芽孢是生命世界中抗逆性最强的一种构造。为什么芽孢对不良环境具有较强抗性？含水量不同，菌体80%，芽孢40%芽孢有厚而致密的壁芽孢中含有一种特殊物质，2，6吡啶二羧酸（DPA），易和Ca2+结合，形成的复合物能提高芽孢的耐热性和抗氧化能力仅在芽孢中发现11.伴孢晶体 概念：少数芽孢杆菌，（例如苏云金芽孢杆菌）在形成芽孢的同时，会在芽孢旁形成一颗菱形、方形或不规则形的碱溶性蛋白质晶体，称为伴孢晶体。12.细菌繁殖：主要为裂殖，只有少数种类进行芽殖 （1）裂殖 一个细胞通过分裂形成两个子细胞的过程（肝细胞：横分裂、纵分裂；一般细菌：横分裂）二分裂：一个细胞在其对称中心形成一隔膜，进而分裂成两个形态、大小和构造完全相同的子细胞（典型二分裂） 不等二分裂其结果产生两个在外形、构造上有明显差别的子细胞 三分裂 复分裂：（蛭弧菌的生殖方式） （2）芽殖 在母细胞表面（尤其在其一端）先形成一个小突起，待其长大到与母细胞相仿后再相互分离并独自生活的一种繁殖方式。凡以这种方式生殖的细菌，统称芽生细菌11.细菌菌落 特点：一般呈现湿润、较光滑、较透明、较粘稠、易挑取、质地均匀以及菌落正反面或边缘与中央部位的颜色一致等 区别：无鞭毛、不能运动的细菌尤其是球菌：较小、较厚、边缘圆整的半球状菌落 长有鞭毛、运动能力强的细菌：大而平坦、边缘躲缺刻（甚至成树根状）、不规则的菌落 有糖被的细菌：大型、透明、蛋清状的菌落 有芽孢的细菌：外观粗糙、“干燥”、不透明且表面多褶的菌落PS.1. 荚膜 包裹在单个细胞上的糖被，含水量高第二节 放线菌1.形态结构基内菌丝：又称营养菌丝或初级菌丝体，匍匐生长在培养基内或培养基表面。一般无横隔膜(诺卡氏菌属除外)真径0.21.2m，但长度差别很大，短的小于100m，长的可达600m以上。无色或产生水溶性或脂溶性色素而呈现黄、绿、橙、红、紫、蓝、褐和黑等各种颜色。 功能：吸收营养物质和排泄代谢废物。 气生菌丝：又称二级菌丝体，基内菌丝发育到定阶段后，向空间长出的菌丝体。一般颜色较深，比基内菌丝粗（直径为1-1.4m）。气生菌丝长度差别悬殊，直形或弯曲，有分枝。孢子丝：又称繁殖菌丝或产孢丝，当气生菌丝生长发育到一定阶段，气生菌丝上分化出可形成孢子的菌丝。孢子丝的形状及在气生菌丝上排列的方式随种而异；有的直形，有的波浪形或螺旋形。螺旋的数目、疏密程度、旋转方向等都是种的特征。 孢子：放线菌的孢子形状有球形、椭圆形、杆形和柱形等。同一孢子丝上分化出的孢子的形状、大小有时也不一致。所以，不能将其作为区分菌种的唯一依据。电镜下可见孢子表面结构的差异，有的表面光滑、有的带小疣、刺或毛发状物。孢子常具有色素，呈灰、白、黄、橙、红、蓝和绿等颜色，其颜色在一定培养基与培养条件下比较稳定。功能：孢子表面结构和颜色是放线菌菌种鉴定的主要依据之一。2.生殖方式（P33）： 分生孢子：放线菌长到一定阶段，一部分气生菌丝形成孢子丝，孢子丝成熟便分化形成许多孢子，称为分生孢子。孢子的产生通过两种横隔分裂方式。孢囊孢子：有的放线菌由菌丝盘卷形成孢囊，其间产生横隔，产生孢子。孢囊成熟后，释放出孢囊子。孢囊可以在气生菌丝上，也可在基内菌丝上形成。 基内菌丝断裂：诺卡氏菌属当营养菌丝成熟后，会以横割分裂方式突然产生形状、大小较一致的杆菌状、球状或分枝状的分生孢子。任何菌丝片段：放线菌也可借菌丝断裂的片段，形成新菌丝体，这种现象常见于液体培养。工业发酵生产抗生素时，放线菌就以此方式大量繁殖。如果静置培养，培养物表面往往形成菌膜，膜上也可生出孢子。3.群体特征 在固体培养基：（与细菌有明显差别）菌落干燥、不透明、表面呈致密的丝绒状，上有一薄层彩色的“干粉”；菌落与培养基连接紧密，难以挑取；菌落正反面颜色常不一致，以及在菌落边缘的琼脂平面有变形的现象等等。第二章第一节 真和微生物1.真核生物与原核生物比较特性原核微生物真核微生物核核膜核仁DNA拟核-只有一条，不与RNA和蛋白质结合完整的核+一至数条，与RNA和蛋白质结合核糖体70s，在细胞质中80S，在细胞质中70S，在某些细胞器中细胞分裂二分裂有丝分裂，减数分裂有性生殖通常没有或有+中体+-细胞器-线粒体、高尔基体、叶绿体、内质网等细胞膜中甾醇-（除极个别外）+呼吸链位置细胞膜线粒体与氧的关系好氧、兼性厌氧、厌氧好氧、少数兼性厌氧细胞壁组成肽聚糖或脂多糖几丁质、多聚糖或寡糖运动器官（鞭毛）较细的鞭毛（中空管状结构）较粗的鞭毛或纤毛（9+2结构）细胞大小1-10m10-100m第二节 酵母菌1.特点：个体一般以单细胞状态存在多数营出芽生殖能发酵糖类产能细胞壁常含甘露聚糖常生活在含糖量较高、酸度较大的水生环境中2.形态结构（成分） 细胞壁：外层为甘露聚糖，内层为葡聚糖（为主）（赋予细胞壁以机械强度的主要成分），中间夹着一层蛋白质（包括多种酶），周围还有少量几丁质成分 细胞膜(P48)：主要为蛋白质（约占干重50%）。类脂（约40%）和少量糖类 细胞核：遗传信息主要贮存库 鞭毛：“9+2”型：中间1对微管，外围9个微管二联体 其他构造：大液泡（成熟）；杆状或球状线粒体（有氧条件），无嵴没有氧化磷酸化功能的线粒体（缺氧条件）3.繁殖方式 无性繁殖（1）芽殖最常见：母细胞出“芽”，每个“芽”成为一个新个体（2）裂殖菌丝体的断裂片段产生新个体营养细胞分裂产生子细胞（3）产生无性孢子：每个孢子可萌发为新个体 有性生殖：一般通过邻近的两个形态相近而性别不同的细胞各自伸出一根管状的原生质凸起相互接触、局部融合并形成一条通道，再通过质配（两个细胞的原生质配合），核配（两个细胞里的核配合），减数分裂形成4或8个子核，然后塔门各自与周围的原生质结合在一起，再在其表面形成一层孢子膜，这样一个个子囊就成熟了。4.菌落特点：（与细菌相仿）一般呈现较湿润、较透明、表面较光滑，容易挑起，菌落质地均匀，正面与反面以及边缘与中央部位的颜色较一致 宏观较大、较厚、外观较稠和较不透明；颜色单调，多以乳白色或矿烛色为主，少数红色，个别黑色；边缘整齐或粗糙，酒香味第三节 霉菌 孢子名称染色体倍数外形数量外或内生其他特点实例无性孢子游动孢子n圆、梨、肾形多内有鞭毛，能游动壶菌孢囊孢子n近圆形多内水生型有鞭毛根霉，毛霉分生孢子n极多样极多外少数为多细胞曲霉，青霉节孢子n柱形多外各孢子同时形成白地霉厚垣孢子n近圆形少外在菌丝顶或中间形成总状毛霉芽孢子n近圆形较多外在酵母细胞上出芽形成假丝酵母掷孢子n镰、豆、肾形少外成熟时从母细胞射出掷孢酵母有性孢子卵孢子2n近圆形1至几内厚壁、休眠德氏腐霉接合孢子2n近圆形1内厚壁、休眠、大、深色根霉，毛霉子囊孢子n多样一般8内长在各种子囊内脉孢菌，红曲担孢子n近圆形一般4外长在特有的担子上蘑菇，香菇2.菌落：形态较大，质地疏松，外观干燥，不透明，呈现或松或紧的蛛网状、绒毛状、棉絮状或毡状；菌落与培养基间的连接紧密，不易挑取，菌落正面与反面的颜色、构造，一集边缘与中心的颜色、构造常不一致。3.假根：是低等真菌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。四大类微生物的细胞形态和菌落特征的比较 单细胞微生物菌丝状微生物细菌酵母菌放线菌霉菌主要特征菌落含水状态很湿或较湿较湿干燥或较干燥干燥外观形态小而突起或大而平坦大而突起小而紧密大而疏松或大而致密细胞相互关系单个分散或有一定排列方式单个分散或假丝状丝状交织丝状交织形态特征小而均匀，个别有芽孢大而分化细而均匀粗而分化参考特征菌落透明度透明或稍透明稍透明不透明不透明菌落与培养基结合程度不结合不结合牢固结合较牢固结合菌落颜色多样单调，一般呈乳脂或矿烛色，少数红色或黑色十分多样十分多样菌落正反面颜色的差异相同相同一般不同一般不同菌落边缘一般看不到细胞可见球状，卵圆状或假丝状细胞有时可见细丝状细胞可见粗丝状细胞细胞生长速度一般很快较快慢一般较快气味一般有臭味多带酒香味常有泥腥味往往有霉味第三章第一节 病毒1.特性：形体极其微小，一般都能通过细胞滤器，故必须在电镜下才能观察没有细胞构造，其主要成分仅为核酸和蛋白质两种，故又称“分子生物”每一种病毒只含一种核酸，不是DNA就是RNA既无产能酶系，也无蛋白质和核酸合成酶系，只能利用宿主活细胞内现成代谢系统合成自身的核酸和蛋白质组分以核酸和但蛋白质等“元件”的装配实现其大量繁殖在离体条件下，能以无生命的生物大分子状态存在，并课长期保持其侵染活力对一般抗生素不敏感，但对干扰素敏感有些病毒的核酸还能整合到宿主的基因组中，并诱发潜伏性感染2.构造 基本成分 核酸和蛋白质 核酸位于中心，成为核心或基因组，蛋白质包围在核心周围，形成衣壳功能：是病毒粒的主要支架结构和抗原成分，保护核酸 衣壳由衣壳粒构成 核心和衣壳合成核衣壳 复杂病毒 其核衣壳外还被一层含蛋白质或糖蛋白的类脂双层膜覆盖，这层膜成为包膜 有的包膜上还长有刺突等附属物 功能：包膜的有无及其性质与该病毒的宿主专一性和侵入等功能有关2.对称体制及代表： 螺旋对称，二十面体对称，复合对称3.群落形态 包涵体：病毒感染寄主细胞后，所形成的在光学显微镜下可见的小体，属于蛋白质性质，多为圆形、卵圆形或不定形 枯斑：有植物病毒在植物叶片上形成的一个个局部坏死的病灶 噬菌斑：噬菌体在菌台杀上形成的“负菌落” 空斑：由动物并素在宿主单层细胞培养物上形成的类似于噬菌斑的动物病毒群体 病斑：单层动物细胞受到肿瘤病毒的感染后，使动物细胞恶性增生，形成累死细菌菌落的病灶4.繁殖方式 吸附侵入增殖成熟（装配）裂解（释放）5.描述烈性噬菌体的生长曲线一步曲线（1）潜伏期：指噬菌体的核酸侵入宿主细胞后至第一个成熟噬菌体粒 子装配前的一段时间。可分为：隐晦期胞内积累期（2）裂解期：紧接在潜伏期厚的宿主细胞迅速裂解、溶液中噬菌体粒子急剧增多的一段时间（3）平稳期：指感染后的宿主细胞已全部裂解，溶液中噬菌体效价达到最高点的时期 6.温和噬菌体：许多噬菌体对宿主细胞的影响比较缓慢和轻微，这类噬菌体通常叫温和噬菌体 溶源性：温和噬菌体感染细菌后基因不被表达，其基因组与寄主染色体同时复制，因此当细菌分裂时，它可以复制加倍并随之传给子代细菌，称为溶源性或溶源现象。第二节 亚病毒1.类病毒 概念：一类只含有RNA一种成分、专性寄生在活细胞内的分子病原体特点：至今所知的最小、最简的病毒仅含一种成分 RNA 病毒为106Da 类病毒为105Da）专性细胞内寄生的分子生物2.拟病毒 概念：是指一类包裹在真病毒粒中的有缺陷的类病毒 特点：最小、最简，仅含一种RNA，和专性病毒体内伴生的分子生物3.阮病毒 概念：是一类不含核酸的传染性蛋白质分子特点：能侵染动物宿主细胞在宿主细胞内复制小分子量、无免疫性、疏水蛋白质朊（Prion）：蛋白质性感染物 性质：具有很强的热稳定性；抗辐射；抗水解；对蛋白质变性剂很敏感第四章 微生物的营养和培养基六种营养要素 碳源 一切能满足微生物生长繁殖所需碳元素的营养物。碳源是需要量最大的营养物，又称大量营养异养微生物:有机碳源：蛋白质，核酸，淀粉，葡萄糖等自养微生物:无机碳源： CO2 , Na2CO3 , CaCO3等 氮源 凡能够提供微生物生长繁殖所需N元素的营养元 氨基酸自养型生物 把尿素铵盐硝酸盐甚至氮气等简单氮源自行合成所需的一切氨基酸氨基酸异养型生物 从外界吸收现成的氨基酸能源 能为微生物的生命活动提供最初能量来源的化学物质或辐射能生长因子 一类调节微生物正常代谢所必需 但不能用简单的碳氮源自行合成的有机物狭义生长因子指维生素 培养基中生长因子来源：酵母膏、玉米浆、麦芽汁等无机盐 所需浓度在10-3-10-4M 的元素为大量元素所需浓度在10-6-10-8M 的元素为微量元素水存在状态：游离态（溶剂）和结合态（结构组成）生理作用： 细胞组成成分 生化反应溶剂 维持各种生物大分子的稳定性，参与某些重要的生化反应 物质运输媒体 微生物的营养类型 化能异养型微生物（根据它们利用有机物的特性 ）寄生型(parasitism) 寄生于活的生物体 腐生型(saprophytism) 寄生于死亡的生物有机体营养物质进入细胞的方式1. 单纯扩散：又称被动运输，指疏水性双分子层细胞膜（包括孔蛋白在内）在无载体蛋白参与下，单纯依靠物理扩散方式让许多小分子、非电力分子尤其是亲水性分子被动通过的一种物质传送方式。 非细胞获取营养的主要方式 依靠胞内外溶液浓度差，顺浓度梯度运输；不消耗代谢能，无特异性；运输氧、二氧化碳、甘油、乙醇、某些氨基酸等小分子； 2. 促进扩散：指溶质在运送过程中，必须借助存在于细胞膜上的底物特异载体蛋白的协助，但不消耗能量的一类扩散性运送方式 特点： 需要特异性的载体蛋白顺浓度梯度运输 不消耗能量 运输硫酸根、磷酸根、糖（真核）等载体蛋白即透性酶（大多为诱导酶），有底物特异性，每种载体蛋白运输相应的物质。载体蛋白可加快运输速度，但不能逆浓度运输。3. 主动运输：指一类须提供能量（包括ATP、质子动势或“离子泵”等）并通过细胞膜上特异性载体蛋白构象的变化，而使膜外环境中低浓度的溶质运入膜内的一种运送方式特点：微生物吸收营养的主要方式 可逆浓度梯度运输，耗能 需载体蛋白，有特异性 运输有机离子、无机离子、氨基酸、乳糖等糖类特异性载体蛋白需要能量来改变载体蛋白的构象（亲和力改变蛋白构象改变耗能 ）单纯扩散、促进扩散、主动运输 ：被运输的溶质分子不发生改变。 4. 基团移位：指一类既需特异性载体蛋白的参与，又耗能的一种物质运输方式，其特点是溶质在运送前后还会发生分子结构的变化。特点： 属主动运输类型 溶质分子发生化学修饰 定向磷酸化 需复杂的运输酶系参与 运输葡萄糖、果糖、甘露糖、嘌呤、核苷、脂肪酸等 每输入一个葡萄糖分子，就要消耗一个ATP 的能量培养基 是一种人工配制的、适合微生物生长繁殖或产生代谢产物用的混合养料 制作培养基应尽快配置并立即灭菌选择和配制的四个原则1、目的明确（根据不同微生物的营养需要配制不同的培养基）培养什么微生物、获得什么产物、用途2、营养协调 营养协调(注意营养物的浓度和配比，特别是碳氮比C/N比)C/N比: 微生物培养基中所含的碳源中的碳原子与氮源中氮原子的摩尔数之比。3、物理化学条件适宜: 微生物有最佳生长pH渗透压和水活度 氧化还原电位维持培养基pH的方法 1.使用磷酸缓冲剂：K2HPO4 /KH2PO4 2.采用“备用碱” ：CaCO3 、CaHCO3 3.采用弱酸盐：柠檬酸盐、乳酸盐等 4.采用液氨或盐酸渗透压：高浓度溶液向低浓度溶液渗透时，其溶质分子所产生的压力高渗溶液会导致微生物细胞发生质壁分离 低渗溶液会导致微生物细胞吸水膨胀甚至破裂 用水活度aw：在天然环境中，微生物可实际利用的自由水或游离水含量aw =P/Po P: 溶液的蒸汽压 Po:纯水的蒸汽压 纯水的aw为1.00 微生物适宜生长的aw为0.60.998之间氧化还原电位Eh氧化还原系统中的还原剂释放电子或氧化剂接受电子的趋势好氧微生物：+0.1V。一般+0.3 +0.4V 厌氧微生物：+0.1以下 兼性微生物：+0.1以上好氧呼吸；+0.1以 下进行发酵 4、原料来源的选择（经济节约）灭菌处理培养基类型依对培养基成分的了解: 天然培养基指一些利用动、植物或微生物体或其提取物制成的培养基，成分未知。如培养细菌所用的肉汤蛋白胨培养基，培养酵母菌的麦芽汁培养基等。优点：取材方便、营养丰富、种类多样、配制方便 组合培养基一类按微生物的营养要求精确设计后用多种高纯化学试剂配制的、各成分（包含微量元素）的量都确切知道的培养基。如培养细菌所用的葡萄糖铵盐 培养基，培养放线菌的淀粉硝酸盐培养基（高氏一号）。优点：组份精确、重复性好 半组合培养基一类主要以化学试剂配制，同时又加有某种或某些天然成分的培养基按培养基外观的物理状态 液体培养基 用途：大量培养微生物，研究生理代谢等。 固体培养基 由液体培养基中加入适当凝固剂 如 琼脂最优良的凝固剂 明胶由于固体培养基能提供表面，形成单菌落，因此可用于：菌种分离、鉴定、保藏等 半固体培养基 指在液体培养基中加入少量的凝固剂而配制而成的半固态培养基用途：观察细菌的运动，测定噬菌体效价等。 脱水培养基 指含有水以外的一切成分的商品培养基按培养基对微生物的功能 一、 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，广泛运用于菌种筛选等领域用平板划线法 或稀释法进行分离混合试液中少量微生物，必难奏效1. 加富性选择培养基：利用该分离对象对某种营养物有一特殊“嗜好”的原理专门在培养基中家人该营养物2. 抑制性选择培养基：利用分离对象对某种制菌物质所特有的抗性，在筛选的培养基中加入这种抑菌物质，经培养后使原有试样中对此表现敏感的优势菌生长大受抑制，而原先处于劣势的分离对象却乘机大量增值，最终在数量上反而占优势。 二、鉴别性培养基 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地菌菌落的培养基。最常见的鉴别性培养基是伊红美篮乳糖培养基营养琼脂（牛肉膏蛋白胨）作用：一般好氧性细菌的分离培养 高压蒸气灭菌 121 ，1530min 液体（普通）营养肉汤：不含琼脂伊红美蓝（EMB）培养基 作用：分离肠道细菌 第五章 微生物的新陈代谢生物氧化：发生在活细胞内的一系列产能性氧化反应的总称过程：脱氢（或电子）、递氢（或电子）和受氢（或电子）功能：产能（ATP）产还原力H和产小分子一、 底物脱氢的4条途径递H 受H结果根据递氢特点尤其是受氢体性质的不同，可把生物氧化区分为呼吸，无氧呼吸和发酵微生物独特合成代谢途径举例自养微生物的CO2固定4种途径一、Calvin循环 二、厌氧乙酰-CoA途径 三、逆向TCA循环 四、羟基丙酸途径生物固氮：指大气中的分子氮通过微生物固氮酶的催化而还原成氨的过程，生物界中只有原核生物才具有固氮能力。一 固氮微生物 固氮菌分三类1.自生固氮菌：指一类不依赖与它种生物共生而能独立进行固氮的微生物2.共生固氮菌：指必须与它种生物共生在一起时才能进行固氮的微生物3.联合固氮菌：指必须生活在植物根际、叶面或动物肠道等处才能进行固氮的微生物固氮酶： 一种复合蛋白，由固二蛋酶和固二蛋酶还原酶；两种相互分离的蛋白构成。固二蛋酶是一种含铁和钼的蛋白，铁和钼组成一个称为“FeMoCo”的辅助因子。固二蛋酶还原酶则是一种只含铁的蛋白细菌光合作用 1）循环光合磷酸化光反应中心的叶绿素通过吸收光能而逐出电子使自己处于氧化状态。逐出的电子通过电子呼吸链，再返回叶绿素本身，从而使叶绿素分子回复到原来的状态。电子在传递过程中产生ATP。这种由光能引起叶绿素分子逐出电子，并通过电子传递产生ATP的方式称为光合磷酸化。特点： a、光驱使下，电子自菌绿素上逐出后，经过类似呼吸链的循环，又回到菌绿素； b、产ATP和还原力H分别进行，还原力来自H2S等无机物； c、不产氧（O2）。 2）非循环光合磷酸化 特点： a、电子传递非循环式； b、在有氧的条件下进行； c、存在两个光合系统 d、ATP、还原力、O2同时产生 当光反应中心I的叶绿素吸收光能后释放的电子，通过电子传递体还原NAD+（NADP）生成NADH（NADPH）+H(还原力)。光合系统II吸收光能，使水光解产生电子，电子通过电子传递链还原反应中心I的叶绿素，并产生ATP（琥珀酸，硫化氢等物质氧化放出电子，该电子通过电子传递链还原氧化型的反应中心I的叶绿素，并产生ATP ）。第六章 微生物的生长及其控制测生长量1. 直接法：有粗放的测体积法（在刻度离心管中测量沉降量）和精确的称干重法。微生物的干重一般为其湿重的10%20%2. 间接法：1）比浊法：用分光光度法对无色的微生物悬浮液进行测定 2）生理指标法：与微生物生长量相平行的生理指标很多，可以根据实验目的和条件适当选用。 最重要的如测氮量法、DNA测定法计繁殖数 只适用于测定处于单细胞状态的细菌和酵母菌，而对放线菌和霉菌等丝状生长的微生物而言，则只能计算其孢子数1. 直接法：指用计数板在光学显微镜下直接观察细胞并进行计数的方法，方法常用但得到的数目是包括死细胞在内的总菌数。2. 间接法：活菌计数法1） 平板菌落计数法：浇注平板 或 涂布平板 适用于好氧菌厌氧菌 主要操作 稀释后的一定量菌样通过浇注或涂布的方法让其内的微生物单细胞一一分散在琼脂平板上，待培养后，每一个活细胞形成一个单菌落，按皿上形成的cfu数乘上稀释度就可推算出菌样含菌数。2） 厌氧菌的菌落计数法：亨盖特滚管培养法 单细胞微生物的典型生长曲线 以细胞数目的对数值做纵坐标 培养时间做横坐标 可画出一条由延滞期、指数期、稳定期，衰亡期的生物典型生长曲线4 合成代谢十分活跃，核糖体、酶类和ATP的合成加速，易产生各种诱导酶5 对外界不良条件如NaCL溶液浓度、温度和抗生素等理化因素反应敏感影响延滞期长短的因素与实践意义 接种龄: 对数期“种子”，延滞期较短； 延滞期或衰亡期“种子”,延滞期较长 接种量： 接种量大，延滞期较短；接种量小，延滞期较长； 培养基成分:培养基成分丰富的，延滞期较短；培养基成分与种子培养基一致, 延滞期较短；现象：活菌数没增加，曲线平行于横轴。延滞期原因：适应新的环境条件，合成新的酶，积累必要的中间产物。二 指数期 ：特点 1.生长速率常数R最大 2.细胞进行平衡生长，故菌体各部分的成分十分均匀 3.酶系活跃，代谢旺盛影响指数期微生物代时长短因素 菌种： 不同菌种的代时差异极大 营养成分：营养越丰富，代时越短 营养物浓度：影响微生物的生长速率和总生长量 培养温度：影响微生物的生长速率生产意义：指数期的实践意义1 是代谢、生理研究的良好材料2是增殖噬菌体的最适宿主菌龄3是发酵生产中用作“种子”的最佳种龄 4 G+染色鉴定时采用此期微生物三）稳定期特点： 活细胞总数维持不变，即新繁殖的细胞数与衰亡的细胞数相等，菌体总数达到最高点。 细胞生长速率为零 细胞生理上处于衰老，代谢活力钝化，细胞成分合成缓慢。稳定期的实践意义 是发酵生产中以菌体为终产品的最佳收获期； 某些代谢产物特别是次生代谢产物发生在此阶段，某些细菌的芽孢也发生在此阶段，故又称作代谢产物合成期； 导致了连续培养原理的提出和工艺技术的改进。四）衰亡期特点： 细胞以指数速率死亡；细胞变形退化，有的发生自溶。影响衰亡期的因素及实践意义1 与菌种的遗传特性有关: 有些细菌的培养经历所有的各个生长时期，几天以后死亡, 有些细菌培养几个月乃至几年以后仍然有一些活的细胞；2 与是否产芽孢有关：产芽孢的细菌更易于幸存下来；3 与营养物质和有毒物质有关：补充营养和能源，以及中和环境毒性，可以减缓死亡期细胞的死亡速率，延长细菌培养物的存活时间。微生物的连续培养 又称开放培养相对于绘制典型生长曲线时所采用的那种单批培养或密闭培养连续培养技术恒化连续培养 外控制 控制培养液流速及R概念：以恒定流速使营养物质浓度恒定而保持细菌生长速率恒定的方法。 特点：维持营养成分的亚适量，控制微生物生长速率。菌体生长速率恒定，菌体均一、密度稳定，产量低于最高菌体产量。应用范围：实验室科学研究。连续培养技术恒浊培养 内控制 控制菌体密度概念：通过调节培养基流速，使培养液浊度保持恒定的连续培养方法。特点：基质过量，微生物始终以最高速率进行生长，并可在允许范围内控制不同的菌体密度；但工艺复杂，烦琐。使用范围：用于生产大量菌体、生产与菌体生长相平行的某些代谢产物，如乳酸、乙醇等。影响微生物生长的主要因素 温度 pH 氧气温度 生长三温度基点 一、最低生长温度 二、最适生长温度 三、最高生长温度最适生长温度：某菌分裂代时最短或生长速率最高时的培养温度专性好氧菌：超氧化物歧化酶（SOD）和 过氧化氢酶兼性厌氧菌：细胞含SOD和过氧化氢酶微好氧菌 耐氧菌 他们的生长不需要任何氧，但分子氧对他们也无害 耐氧的机制是细胞内存在SOD和过氧化物酶厌氧菌 细胞内缺乏SOD和细胞色素氧化酶，大多数还缺乏过氧化氢酶氧的危害氧毒害厌氧菌的机制：超氧阴离子是活性氧的形式之一，带奇数电子，负电荷。它即有分子性质，也有离子性质，反应力极强，性质极不稳定。在体内可破坏各种重要生物高分子和膜，也可形成其他活性氧化物。在体内，超氧阴离子自由基可以自由酶促(如黄嘌呤氧化酶) 或非酶促方式形成。生物体的针对措施：超氧化物歧化酶(superoxide dismutase-SOD)是其中之一。好氧、耐氧微生物的超氧化物歧化酶将超氧阴离子转化为毒性稍低的过氧化氢，过氧化氢酶再将过氧化氢转化为无毒的水。厌氧微生物因为没有超氧化物歧化酶，超氧阴离子自由基可造成其损害。 PH 除不同种类微生物有其最适生长pH外，即使同一种微生物在其不同的生长的阶段和不同的生理、生化过程，也有不同的最适pH要求、微生物培养法概论好氧菌的固体培养 ：试管斜面，培养皿琼脂平板厌氧菌的固体培养：1）高层琼脂柱 2）厌氧培养皿 3）亨盖特滚管技术 推动了严格厌氧菌的分离和研究 4）厌氧罐 5）厌氧手套箱有害微生物的控制灭菌 ：采用强烈的理化因素是任何物体内外部的一切微生物永远丧失其生长繁殖的能力的措施消毒 ：采用较温和的理化因素，仅杀死物体表面或内部一部分对人体或动植物有害的病菌原，而对被消毒对象基本无害的措施。例如 对啤酒牛奶等消毒处理的巴氏消毒法防腐：1 低温 2 缺氧 3 干燥 4 高渗 5 高酸度 6 高醇度 7 加防腐剂化疗 ：即化学治疗 具有高度选择毒力 化学治疗剂：磺胺类高温灭菌的种类 ：1 干热灭菌法： 最彻底的是灼烧 2湿热灭菌法（消毒）一百摄氏度以上加压蒸汽进行灭菌 常压法：1） 巴斯消毒法 2）煮沸消毒法 3）间歇灭菌法临床最早使用的消毒剂：石炭酸 抗代谢药物代表 磺胺类药物 抗生素抗生素的活力称为效价各种抗生素有不同的制菌范围 即抗菌谱微生物的产生抗药性的原因：1. 产生一种能使药物失去活性的酶2. 把药物作用的靶位加以修饰和改变3. 形成救护途径4. 使药物不能透过细胞膜5. 通过主动外排系统把进入细胞内的药物泵出细胞外6. 药物受体的亲和性或数量下降, 如大肠杆菌耐药菌株的30S核糖体亚基发生改变, 不再与链霉素结合, 从而使链霉素失活7. 被药物阻断的代谢途径发生遗传改变，如有的抗磺酸药物的菌株,改变了二氢叶酸合成酶的性质, 合成了一种对磺酸药物不敏感的酶。 章7 微生物的遗传变异和育种节1 遗传变异的物质基础三个经典实验：经典转化实验、噬菌体感染实验、植物病毒的重建实验质粒：凡游离于原核生物核基因组以外，具有独立复制能力的小型公价闭合环状的dsDNA分子，即cccDNA，就是典型的质粒。质粒具有麻花状的超螺旋结构，大小一般为1.5300kb，相对分子质量为106108，仅相当约1%核基因组大小。是一种独立存在于细胞内的复制子，如果其复制行为与核染色体的复制同步，称为严密型复制控制；复制与核染色体的复制不同步，称为松弛型复制控制。节2 基因突变和诱变育种基因突变：简称突变，是变异的一类，泛指细胞内（或病毒颗粒内）遗传物质的分子结构或数量突然发生的可遗传变化，可自发或诱导产生。狭义：基因突变；广义：基因突变，染色体畸变。分类：营养缺陷型