微生物课件全

绪论

一．微生物的概念及种类

1. 微生物Microorganism（<0.1mm）

一切形体微小、结构简单、进化地位低的、用肉眼看不见其个体形态的微小生物的总称。

2. 种类

细菌、放线菌、蓝细菌、衣原体、枝原体、立克次氏体、真菌、单细胞显微藻类、原生动物、病毒。

二．Mic在生物六界分类系统中的地位

1、动物界(Animalia)

2、植物界(Viridiplantae)

3、真菌界(Fungi)：霉菌、酵母菌、蕈子

4、原生生物界(Protozoa)：原生动物、单细胞显微藻类

5、原核生物界(Monera):细菌、放线菌、蓝细菌、衣原体、枝原体、立克次氏体

6、病毒界（病毒、拟病毒、类病毒、朊病毒等）

另：三原界：将细胞生物分为古细菌原界、真细菌原界、真核生物原界。

1、古细菌原界——

a、产甲烷细菌：利用三碳以下化合物，严格厌氧。

b、极端嗜盐菌：氯化钠浓度大于9%才生长，12-25%最适。

c、极端嗜热菌：80度以上，火山，岩浆中。

d、无细胞壁的专性嗜酸菌：PH中性时细胞自溶，1-2最适。

真细菌原界——放线菌、蓝细菌、衣原体、枝原体、立克次氏体及大部分细菌。真核生物原界：真菌界和原生生物界

三．Mic共同的特点

1. 体积小，表面积大

如园褐固N菌，2千万个一粒小米，大肠杆菌500个连接起来1mm。

2. 吸收多、转化快

500公斤牛，24小时可浓缩0.5公斤pr，同重酵母菌可合成5万公斤pr。

3. 生长旺，繁殖快

大肠杆菌，20分钟一代，一昼夜272=4.7×1013亿个，重约4722吨

4. 分布广、种类多

在人体肠道内有100—400种不同种类Mic，占人体粪便干重的1/3。

5. 适应强，易变异

青霉素的应用

四．微生物与人类的关系

（一）有益的方面

1. 参与自然界的物质循环—分解者

2. 有些Mic可直接用作肥料

如根瘤菌肥：利用根瘤菌固N2作用，拌种。

肥力高：肺炎克氏杆菌（Klebsiella pneumoniae）。

3.生物农药（杀虫杀菌剂）：

苏云金杆菌(Bacillus thuringiensis) ；农用抗菌素→链霉素（灰色链霉菌）防蔬菜细菌性病害。

4. 食品工业应用：

醋酸菌→醋，曲霉—酱油，乳酸菌—酸奶，酵母菌酿酒，木耳、蘑菇

5. 医学方面：

抗菌素、疫苗、三株口服液（双歧菌杆、酵母菌、乳酸菌）

6. 能源：沼气发酵，利用甲烷细菌→产生甲烷

7. 畜牧业：青贮饲料（乳酸杆菌、酵母菌）。

（二）有害方面

1. 植物病害

2. 动物病害

3. 物品变质、霉烂

4．生物武器：炭疽杆菌引起各种炎症及败血症。

五．微生物研究的内容及目的

内容：1. 微生物种类、形态结构及其生物学特性

2. Mic营养生长及其代谢特点

3.Mic在物质循环中的作用

目的：“兴利除弊、趋利避害”

微生物学奠基人

1、列文虎克（Leeuwenhoek)：1632-1723 荷兰

显微镜的发明，一生制作419台，放大率50-200倍。

2、路易·巴斯德(Louis pasteur): 1822-1895 法国

曲颈瓶(swan-necked flask)实验彻底否定了自然发生说同时证明空气中存在微生物。巴氏消毒法：62-63度处理15分,结核杆菌致死温度62度。

3、罗伯特·柯赫（Robert Koch) ：1843-1910 德国

证实了病原菌学说—柯赫法则

第一章原核微生物

原核细胞的特点：

1、细胞壁的主要成分—肽聚糖。（真核细胞--纤维素、几丁质）

2、细胞膜：由磷脂和Pr构成，内陷形成中间体。

3、细胞质：无细胞器，核糖体小70S。（真核-80 S）

4、细胞核：无核膜，有模糊的核区—1-4条双螺旋、环形DNA，无组蛋白。（真核—DNA与组蛋白结合、多条、线形、有明显核仁、核膜外突—内质网）。

5、其它：原核细胞较小(2um以下），没有有丝分裂，不进行有性生殖。

第一节：细菌

一．概念及存在表现

1. 细菌：个体微小（0.5—5μm），结构简单，以二等分裂方式繁殖,水生性较强的单细胞Mic。

2. 表现：(1) 酸臭味(2)固体上呈水珠状或酱糊状，水中为混浊、沉淀或飘浮物(3)手感粘滑，易拉丝

二．形态

1.球形(菌)：coccus

2.杆形(菌)：bacillus

3.螺旋形(菌)：spirilla 或螺旋体spirochaete

4.特殊形态细菌：

三．细菌的染色

1、简单染色法：涂片—干燥—固定—燃料染色—水洗—干燥

2、革兰氏染色：涂片—干燥—固定—结晶紫染色—碘液媒染—95％酒精脱色—番红复染—水洗—干燥—紫色的为阳性G+

红色的为阴性G-

四．细菌细胞基本构造

（一）、细胞壁：占细胞干重10%-20%，较硬。

1、功能：

（1）维持细胞形态

（2）保护细胞免受外力损伤

（3）与鞭毛运动有关

（4）阻拦大分子物质的出入

（5）维持细胞正常分裂。

2. 成份和构造：

G+：肽聚糖（85%左右）、磷壁酸（15%左右）、多数不含类脂质，个别有仅占2％，壁厚，肽聚糖结构密

G-：肽聚糖（15%）、pr（65%）、类脂质（20%，主要脂多糖），分两层：外膜和薄肽聚糖层通过脂蛋白将其连接起来，壁薄，肽聚糖疏松。

肽聚糖：是由双糖和短肽连结而成三维立体结构。

1、双糖：N-乙酰葡萄糖胺（NAG）与N-乙酰胞壁酸（NAM）通过B-1、4糖苷键相连。

2、短肽：由不同种类氨基酸连接而成

阳性：金色葡萄球菌

L-丙氨酸（Ala）

D-谷氨酸(Glu)

L-赖氨酸(Lys)

D-丙氨酸(Ala)。

阴性：大肠杆菌

L-丙氨酸(Ala)

D-谷氨酸(Glu)

二氨基庚二酸(DAP)

D-丙氨酸(Ala)。

原生质体：人为酸消化处理肽聚糖后，阳性细菌细胞壁完全消失，只有细胞膜包围原生质。

原生质球：人为酸消化处理肽聚糖后，阴性细菌细胞壁肽聚糖层消失，有细胞膜和细胞壁外膜共同包围原生质。

缺壁细胞

L型细菌：实验室条件下自发突变而形成的遗传性稳定无细胞壁的菌株，由英国李斯德发现。

支原体：自然界长期进化过程中形成缺壁细菌。

原生质体：阳性细菌

原生质球：阴性细菌

（二）细胞膜：双层磷脂（20-30%）和pr（60-70%）及少量糖类。在电镜下观

察，厚7—8nm。

功能：1. 控制cell内外物质的运输（吸收营养）。

2.内折形成中间体，参与细胞代谢。

3.是鞭毛着生处，与细菌运动有关

4.是DNA附着位点，与细胞分裂有关。

在电镜下观察可见一个或数个较大的不规则的由细胞质膜内陷而成的层状、管状或囊状物，称为中间体，在革兰氏阳性菌中尤为明显。

（三）细胞质（cytoplasm）

无机物：无机盐、水。

有机物：糖、pr、氨基酸、类脂。占干重99%,大肠杆菌细胞内有5000多种不同的有机分子。无细胞器，有核糖体70S。

内含物：

淀粉粒：碘染呈蓝色

肝糖粒：碘染红褐色

聚β羟基丁酸：苏丹黑染黑色，用于手术针及线

异染粒：美兰染成红色，多聚磷酸盐

磁细菌能合成磁铁晶体，紫色硫细菌可形成硫滴。

质粒（plosmid）：分散在细菌细胞质中游离于染色体外能独立进行复制的小型环状DNA分子。分子量为核基因的1/100；非必要遗传物质，决定菌体的次要性状；具有重组性和转移性。

基因工程：人为将目的基因DNA提取出来，用适当的工具酶进行切割后，把它与作为载体的DNA(质粒、病毒）连接起来，然后倒入某一更易生长繁殖的受体细胞（微生物、植物、动物）中，以让外源目的基因在其中进行正常的复制和表达，从而获得新的物种。

最有代表性的几种细菌质粒

1、诱癌质粒即Ti质粒: (tumor inducing plasmid)

根癌脓杆菌：Agrobaterium tumefaciens

质粒基因-细胞分裂素

２．毒素质粒

苏云金杆菌（青虫菌）：Bacillus thuringiensis

质粒基因-伴胞晶体蛋白：在微碱环境中变为毒性蛋白。

大肠杆菌：Escherichia coli

Col 因子（colicinogenic factor) 即产生大肠杆菌毒素因子，杀死其它原核微生物。

３．巨大质粒－固氮质粒

根瘤菌属Rhizobium 细菌中发现，其质粒分子量比一般质粒大几十至几百倍。

４．降解性质粒

假单胞菌属Pseudomonas质粒基因决定特殊酶的合成。樟脑质粒、辛烷质粒、二甲苯质粒、奈质粒、烃质粒等。

５．R质粒（resistance）即抗药性质粒

沙门氏菌属Salmonella

芽孢杆菌属Bacillus

葡萄球菌属Staphylococcus

（四）原核（nucloia）

无核膜，絮状核区有一到四条双螺旋状DNA链，不含组蛋白，是遗传物质，决定主

五．细菌细胞的特殊构

1. 鞭毛：（flagellum）着生于细胞膜上，穿过细胞壁伸出体外的弯曲，波状细管状物，长度15—70μm，直径12—25nm，是细菌的运动器官，易脱落，主要成份是pr。分三部分：基体、钩形鞘和螺旋丝。

（1）单生鞭毛：霍乱弧菌。

（2）丛生鞭毛：红色螺菌。

（3）周生鞭毛：大肠杆菌，枯草杆菌。

2. 菌毛（Pilus）：多，细、短、硬，主要成份pr。

功能：粘附作用。

3. 芽胞（endospore）:某些细菌发育到后期，由于条件不适宜，细胞内原生质浓缩而形成圆形或椭圆形的抗逆性的休眠孢子。

功能：抗逆－吡啶二羧酸钙

特点：折光性强，抗逆性强

如肉毒梭菌营养体100度10分钟杀死，芽胞100度需5——10小时。该菌可产生外毒素，毒性是氰化钾1万倍，对人致死量10-9 mg/kg体重，进入血液麻痹中枢神经，导致死亡。

枯草杆菌干燥条件下存活200—300年。

炭疽芽孢杆菌

4. 荚膜：（capsule）是菌体分泌的包在菌体外面的具有一定形状和厚度的胶状物；成份：90％以上水分，少量多糖，果胶，多肽、pr；

菌胶团：许多菌体被一个共同的荚膜所包围，圆褐固氮菌

功能：

（1）保护菌体免受干旱，利用其中水份进行代谢。

（2）是体外营养贮存库，代谢物堆积处。

（3）粘附于其它物体表面，唾液链球菌→龋齿。

（4）与致病性有关，如肺炎球菌，产荚膜—致病；

（5）工业：提取黄杆胶-黄单胞菌，润滑剂。

（6）医学：提取葡聚糖作为代血浆-明串珠菌。

六．细菌的繁殖

1. 方式：裂殖

2. 菌落（colony）：

一个或几个同种的Mic按种于平板固体培养基表面或内部，经生长繁殖形成肉眼可见的以母细胞为中心的具一定形状、结构的子细胞群体。

3.菌落特征：（1）较小（2）粘稠湿润（3）透明或半透明（4）易挑取（5）颜色、质地均一。

七．细菌的分类

1. 命名：瑞典—林奈1753年提出的双命名法，如枯草芽胞杆菌：Bacillus subtilis Cohn；如有亚种种名后加subsp(亚种名)或var（变种名）三名法，如莹光假单胞菌纤维素亚种：Pseuolononas fluorescens subsp. cellulosae.

2. 分类依据（经典常规法）

（1）个体形态结构及其染色反应：

（2）群体形态—菌落特征，颜色、质地、大小、隆起等。

（3）生理生化反应：C源、N源、及体内一系列酶的测试

（4）细菌的生态条件：T、pH、O2、耐盐性等。

第二节放线菌（Actinomycetes）

一、放线菌的一般属性

放线菌：单细胞的菌体呈分枝丝状主要以孢子繁殖陆生性强的原核Mic。

特点:

（1）菌体分枝丝状，菌丝无隔，宽度同细菌。

（2）菌体内含多核，核不断复制，但细胞不分裂。

（3）G+，多数不动, 仅游动放线菌属产生游动孢子具鞭毛。

（4）繁殖方式：

a．孢子繁殖

1.气生菌丝→孢子丝→断裂成分生孢子，如链霉菌属（streptomyces）。

2.基内菌丝—孢子梗—顶生球形小孢子，如小单胞菌属，无气生菌丝。

—孢囊梗—顶生孢囊—破裂产生游动孢子，如游动放线菌属，气生菌丝不发达。

b．菌丝断裂繁殖，如诺卡氏菌属（Nocaridia ），无气生菌丝或不发达。

二、代表类群：

1、链霉菌属:Streptomyces

在固体培养基上生长时，形成发达的基内菌丝和气生菌丝，气生菌丝长到一定时候分化成孢子丝，孢子丝断裂产生孢子。孢子丝有直的、波曲状、钩状、螺旋状…，孢子的形态有球形、椭圆形、杆状…，在孢子的表面还有各种纹饰。占土壤放线菌70-90%，600多种可产生抗生素。（红、四、链）

2、小单孢菌属（Micromonospora）

小单孢菌属在固体培养基上生长时，不形成气生菌丝，只形成基内菌丝，基内菌丝上长出许多小分枝，分枝的顶端着生一个孢子。土壤中含量1-15%。庆大霉素

3、诺卡氏菌属（Nocardia ）

在固体培养基上生长时，只有基内菌丝，是比较低等的放线菌，靠菌丝断裂繁殖。能产生多种抗生素，如对结核分枝杆菌有特效的利福霉素。该属的菌在石油脱蜡、含氰废水处理方面有实用价值，它能以氰氢酸为碳源分解氰（CN-），因此，在环保方面是很重要的一类菌。土壤含量10-30%。

4、弗兰克氏菌属（Friankia）

弗兰克氏菌属可与170多种非豆科植物共生结瘤，固定大气中的分子态氮。三．放线菌菌落特征

1. 大小同细菌，未形成孢子前菌落湿润光滑透明，后期干燥呈粉末状不透明。

2. 表面颜色与基内不同3 难挑取，菌丝缠紧密。

第三节蓝细菌（Cyanobocteria）

蓝细菌是一类含有叶绿素A，具有放氧光合作用的单细胞原核Mic；与细菌区别：（1）含叶绿素a，能进行光合作用，有类囊体，无叶绿体。

（2）含藻胆pr→三种色素：藻蓝素、异藻蓝素和藻红素。

（3）个体比细菌大（直径3—10微米），球形，柱状或椭圆形，细胞壁外常有

分泌的胶状物，多个菌体粘成大的胶团

（4）G- ，不能运动，可借助菌体的变化进行“滑行”。

（5）丝状蓝细菌中，有些细胞变大、壁加厚，色浅——异形胞。异形胞不含色素，不能进行光合作用，但含固氮酶，具固氮作用。地皮菜（地木耳）、地衣。赤潮：有些蓝细菌是赤潮和水华的元凶。在富营养水域中（N、P元素过量），生活在水表的蓝细菌会很快繁殖形成水华，死亡的微生物水华释放大量有机物，从而刺激了化能异养型细菌的生长，导致耗尽水中可利用的氧造成水中生活的鱼和其它生物死亡，给渔业和养殖业造成严重危害。

螺旋藻就是螺旋蓝细菌，它的蛋白质含量高达50－60％，脂肪含量6－7％，还含有矿物质。

其它原核Mic：

一．支原体（mycoplasmas）从患肺炎牛体中分离获得，无cell wall 的原核Mic，个体比细菌小，直径在0.15—0.25μm，可通过细菌滤器，是自然界能独立生活的最小的细胞生物，多数分布在土壤中，有些寄生在动、植物体内引起动、植物病害（如甜菜苍痂病）。

二．衣原体(Chlamydia)：沙眼结膜中分离获得，比细菌小，可形成包含体。真核细胞内专性寄生。

三．立克次体(Rickettsia)：1909年美国医生从患斑疹伤寒病人体分离获得，1910年死于该病，寄生在真核细胞内。较大0.3-2um,球形或丝状。

三种均是G-。

第二章真核Mic

真菌：真菌界，不含光合色素,不能进行合作用。

单细胞显微藻类：原生生物界, 能进行光合作用。

原生动物：原生生物界,无细胞壁。

第一节真菌的一般形态

真菌能进行有丝分裂，细胞内含有线粒体、内质网等细胞器，但不含叶绿体（素），靠寄生或腐生方式进行生活、主要以各种无性或有性孢子进行繁殖单细胞或简单多细胞。

真菌：霉菌、酵母菌、蕈子(习惯叫法)

真菌界-真菌门-五个亚门

鞭毛菌亚门-绵霉

接合菌亚门-根霉

子囊菌亚门-脉胞霉、啤酒酵母菌

担子菌亚门-蘑菇、木耳、红冬胞酵母

半知菌亚门-青霉、曲霉、头胞霉、热带假丝酵母。

一．真菌营养体形态

1.菌丝体：菌丝宽度3-10um

2.单细胞-啤酒酵母。

3.假菌丝体：假丝酵母。

二、菌丝体产生的特殊形态

1. 吸器

2. 假根

3. 菌核

4. 子实体

三、真菌的繁殖

1、无性繁殖及无性孢子

A：游动孢子B：孢囊孢子C：分生孢子

D：芽孢子E：厚垣孢子F：节孢子

2、有性繁殖及有性孢子

A-B：卵孢子C：接合孢子D：子囊孢子E：担孢子

同宗结合：同一菌丝体上分化出两个性细胞或由两条来源相同的菌丝体上分化出两个性细胞结合产生有性孢子的过程。（玉米自交）

异宗结合：来源不同的（遗传物质不同，）但具有亲和力两条菌丝产生的性细胞结合形成有性孢子的过程。黑根霉接合孢子（玉米杂交）

有性结合的过程：质配—核配—减数分裂

卵孢子2N、接合孢子2N、子囊孢子N、担孢子N

四．真菌菌落特征

1、霉菌：

（1）菌落大，扩展性强，棉絮状（镰刀霉），蛛网状（根霉），绒毛状（青霉）或毡状，干燥，不透明，颜色多变。

（2）本身结构蔬松，但与基质结合紧密，难挑取。

2、酵母菌：

（1）似细菌和放线菌菌落初期，如湿润光滑、易挑取、颜色质地均匀、半透明。（2）较细菌菌落大，较厚、隆起、腊质状。

第二节鞭毛菌亚门

特征：

1.营养体主要为无隔菌丝体.

2.无性时期主要产生游动孢子

3.有性时期产生卵孢子

4.多数水生，少数腐生或寄生、有些是植物病原菌如稻腐绵霉—水稻绵霉病。

代表：德巴利腐霉

第三节接合菌亚门

特征：

1.营养体主要为无隔菌丝体

2.无性时期主要产生孢囊孢子(分生孢子或节孢子）

3. 有性孢子产生接合孢子

4、低等腐生于土壤、植物残体及各种食品上，多数可产生pr酶和淀粉酶，

代表：黑根霉、高

第四节子囊菌亚门

特征：

1.营养体为有隔菌丝或单细胞。有隔菌丝可形成子囊果。

2.无性时期主要产生分生孢子或芽孢子。

3.有性时期产生子囊孢子。

4.分布于土壤、木材、动植物残体，以及水果、蔬菜上。

代表：脉孢霉、赤霉、冬虫夏草

啤酒酵母

子囊果形态

A：子囊裸露B：完全封闭—闭囊壳C：半封闭—子囊壳D：开口盘形—子囊盘

酵母菌YEAST

一、细胞的形态构造

1.细胞壁；

2.细胞膜；

3.细胞核；

4.其他

二、酵母菌的繁殖方式和生活史

（一）.无性繁殖

1.芽殖酵母菌无性繁殖方式主要是芽殖，芽殖是在成熟的酵母细胞上长出一个小芽，芽细胞长到一定程度，脱离母细胞继续生长。如母细胞在各个方向出芽，则为多边芽殖。

2.裂殖少数种类酵母菌似细菌。借横裂而繁殖，叫裂殖。八孢裂殖酵母（二）.有性繁殖

酵母菌以形成子囊孢子方式进行有性繁殖。

酵母菌发育到一定阶段，性别不同的细胞结合起来，细胞质通过形成的管道融合，两个单倍体核融合而形成二倍体核。（二倍体接合子可以形成二倍体营养细胞生长繁殖—无性繁殖）。在适宜条件下，二倍体细胞的核可进行减数分裂而形成子囊孢子，一般形成4个子囊孢子。

（三）. 酵母菌生活史的三种类型

酵母菌生活史1

单倍体型：单倍体时间长，二倍体时间短

代表：八孢裂殖酵母

酵母菌生活史2

双倍体型：二倍体时间长，单倍体时间短

代表：路德氏酵母

酵母菌生活史3

单双倍体型：单倍体营养细胞和双倍体营养细胞均可芽殖

代表：啤酒酵母

第五节担子菌亚门

特征：

1.营养体主要为有隔菌丝体，能形成大型子实体。

初生菌丝：由担孢子萌发而来初期为多核无隔，后期为有隔单核的菌丝.

次生菌丝：由两个性别不同的初生菌丝结合后形成的具有双核的菌丝，在其生活史中占大部分时间,可形成子实体．双核菌丝通过锁状联合进行生长。

2. 无性时期不发达，有少数可形成粉孢子、厚垣孢子。

3. 有性时期产生担孢子。

4. 植物病原菌（锈病、黑粉病）、食用菌

代表：蘑菇、木耳

第六节半知菌亚门

特征：

1.霉菌营养体多为有隔菌丝体，酵母菌可形成假菌丝。

2. 无性时期主要产生分生孢子、芽孢子和后垣孢子。

3. 未发现或没有有性时期

4.土壤中分布最多，能降解多种有机质，对肥力形成很有好处；许多是动、植物病原物。白假丝酵母引起鹅口疮。

代表：黑曲霉、青霉、头孢霉

第三章非细胞型生物(nm级)

第一节、病毒的一般属性

什么是病毒? 病毒是超显微的（10-300nm）、活细胞内专性寄生，离开寄主细胞后以大分子形式存在的非细胞生物。多数在寄主细胞内形成包含体。

包含体：包有病毒粒子的蛋白晶体。包含体不溶有机溶剂如酒精、乙醚、丙酮，可溶于氢氧化钠和氨水中，对光和热敏感。

NPV：Nuclear Polyhedrosis Virus

CPV：Cytoplasmic Polyhedrosis Virus

GV ：Granulosis Virus

一、病毒的大小及形态

病毒的大小相差较大,直径在10-300nm之间

病毒的形态:多为球形多面体、杆形、及蝌蚪状等。

其它:砖形（痘病毒）、子弹形（狂犬病毒）、冠状

二、病毒的化学成分及结构*

1.成分

核酸：一种病毒只含一种核酸;核酸有单链和双链之分;不同病毒的核酸含量差别较大。狂犬病毒4%，大肠杆菌T4 60%

蛋白质：构成病毒粒子外壳，保护核酸；决定病毒感染的特异性、亲和力。小地老虎CPV病毒不侵染黄地老虎。

其他：包膜。成分脂类和多糖。如爱滋病毒、狂犬病毒、痘病毒（天花）、乙肝病毒、SARS。

2.结构

病毒粒子

1.衣壳粒--衣壳

2.核酸--核心

3.囊膜

4.刺突

三、三类典型形态的病毒

1、二十面体病毒衣壳粒沿着3根相互垂直的轴形成对称体，具有20个面，每个面是一个三角形。腺病毒、脊髓灰质炎病毒。

2、螺旋对称病毒衣壳粒和核酸呈螺旋对称形排列，蛋白质衣壳由衣壳粒一个紧挨一个地螺旋排列而成，病毒RNA位于衣壳内侧螺旋状沟中。

例如烟草花叶病毒粒子

3、复合对称病毒具有20面体对称的头部和螺旋对称的尾部。

如大肠杆菌偶数噬菌体

第二节原核生物病毒—噬菌体

噬菌体:侵染细菌、放线菌等原核生物细胞的病毒。

T偶数噬菌体形态

头部：

颈部：

尾部：尾鞘、尾丝、尾板、尾钉

一、毒性噬菌体：侵染寄主细胞后能在其中增殖并在短时间内裂解寄主细胞的噬

菌体。

毒性噬菌体的增殖过程

（1）吸附：不同的噬菌体在不同位点吸附。

（2）侵入：将核酸注入寄主细胞内。

（3）生物合成：核酸与蛋白质及抑制寄主细胞代谢过程的酶类和病毒释放时所需的蛋白质合成。

（4）装配：

（5）释放成熟的病毒粒子：寄主裂解

敏感细菌（胞）：易被毒性噬菌体侵染的细胞。

噬菌斑：将敏感细菌和它的毒性噬菌体按一定比例（10/1）接种在固体平板培养基上，经培养，由于噬菌体裂解寄主细胞而产生透明的空斑。

一个直径1mm的噬菌斑中噬菌体的数目可达到105 个。

二、温和噬菌体：侵入寄主细胞后，其核酸与寄主细胞同步复制，不导致寄主细胞的裂解。

如入噬菌体，其核酸附加到大肠杆菌的染色体的特定位点上（gal-bio基因之间），与大肠杆菌的染色体同步复制。P1噬菌体可独立存在于寄主细胞或在其核酸不同位点附加

溶源细胞：含有温和噬菌体的寄主细胞。（溶源细胞有时会自发裂解或诱发裂解）溶原细胞的免疫性：溶原细胞（如含有入噬菌体）对于已感染的噬菌体的毒性突变株（入’）都具有抑制能力。

原噬菌体：溶源细胞内含有的噬菌体的核酸。

第三节：植物病毒

特点：

1. 多数是单链RNA病毒，以杆形为主。

2. 专化性不强，如TMV可侵染百余种不同植物。

3. 病毒感染植物主要通过刺吸式口器昆虫如蚜虫，其次通过伤口、嫁接途径。

4. 植物感病后，表现为花叶（黄化、红化），植株矮化、畸形、坏死等，一种植物可同时被多种病毒侵染，表现不同症状，如马铃薯X病毒引起花叶，Y病毒引起枯斑，同时感染引起皱缩花叶病。

5. 在植物细胞内形成多角形或颗粒状的包含体。

第四节：昆虫病毒

1. 有单RNA和双链DNA，多为球形或杆形。

2. 专化性较强，小地老虎CPV不能侵染黄地老虎。

3. 多数在昆虫体内形成包含体，我国报道昆虫病毒290多种，有210种属于NPV。

4.感染途径通过口器、伤口或气孔。

包含体→肠道→酶作用释放病毒粒→血液循环→全身各cell内→虫体代谢失调而死亡。

病毒的分类：据其核酸种类和包膜的有无分为7大类，70多科3600多种。

1.双链DNA,有包膜

2.双链DNA, 无包膜

3.单链DNA,无包膜

4.双链RNA,有包膜

5.双链RNA,无包膜

6.单链RNA,有包膜

7.单链RNA,无包膜

第五节、亚病毒

一、类病毒：闭环RNA，无蛋白质外壳，可单独侵染。马铃薯纺锤形块茎病毒。是寄生于高等生物细胞中一类最小的病原体。

二、拟病毒：包裹在真病毒衣壳内的环形的RNA分子，不能单独侵染，必须和真病毒的RNA结合在一起才具有侵染和复制能力。也叫类类病毒.其寄主是一种RNA病毒.

三、朊病毒：是一种能侵染动物的小分子的疏水蛋白颗粒，无核酸，在电镜下呈杆状颗粒，丛状排列。疯牛病，损害中枢神经系统。其致病机理不清楚

第四章微生物生理

第一节微生物营养

微生物必需的六种营养要素：

1、水分：营养体80％左右、孢子40％

2、C源：细胞物质的骨架单位并提供能量。

无机物：CO2、HCO3-、CO32-

有机物：糖类（单糖、双糖、多糖）、醇类、有机酸、脂类、烃类、酚类、蜡质、石油、二甲苯、氰化物…

3、N源：pr 、核酸、酶组成成份。

分子态氮：N2

无机态氮：NH4+NO3-

有机态氮：蛋白质在酶的作用下分解氨基酸

尿素在细菌分泌的脲酶NH4+

嘌呤碱、嘧啶碱

4、矿质元素：

大量元素：P、S、K、Na、Ca、Mg、Fe，浓度10-3-10-4 mol/L ；

微量元素：Cu、Zn、Mn、Mo、Co等，需浓度10-6-10-8 mol/L 。

5、生长因子：Mic进行正常生命代谢活动所必不可少的、微量有机化合物。如维生素、碱基、Aα等。

生长因了自给型微生物：

生长因子缺陷型微生物:根瘤菌-VB7 。

生长因了过量合成微生物：如阿舒假囊酵母-VB2。

?VB1——硫胺素

?VB2——核黄素

?VB3——泛酸

?VB5——烟酸或烟酰胺

?VB6——比多胺或比多醇

?VB11——叶酸

?VB12——钴胺素

6、能源物质：化学物质（有机物和还原态的无机物）

第二节培养基（culture medium）

一．概念：人工合成的适合微生物生长繁殖和积累代谢产物营养基质。

二．种类

1. 按成份来源分:（1）天然（2）合成（3）半合成

2. 按物理性状分:（1）液体（2）固体：加入1.5—2％琼脂（3）半固体：加入0.5-1％的琼脂。

3. 按用途分：（1）基础（2）加富：根瘤菌培养基加VB7（3）选择：如阿须贝无N培养基，分离固N菌；（4）鉴别：如伊红—美兰培养基，大肠杆菌呈绿色，而产气肠杆菌为灰棕色，其它为乳白色。

三．培养基的配制

1. 培养基配制原则：

（1）据不同Mic配不同的培养基（培养基材料的选择）

（2）注意各种成份比例适宜，C/N真菌高、细菌低。

（3）缓冲剂：K2HPO4，KH2PO4等，

（4）尽量选用价廉、易获得的原料。

2. 配制过程

原料称量（换算）→熔化和溶解→调pH→（过滤）→分装→加塞包扎→灭菌→试管摆斜面

注意：（1）分装时，试管<1/5; 三角瓶<2/3，（2）棉塞：3/5在口内，2/5在口外，（3）斜面1/2

四、灭菌技术

1. 干热灭菌：利用电烘箱加热热空气进行灭菌

灭菌温度：160—180℃，时间：2小时。

适用范围：玻璃器皿；金属用具；土壤消毒

2. 湿热灭菌：利用密封高压灭菌锅内水蒸汽

温度：121.5℃，压力0.108Mpa，恒温30分钟。

适用范围：培养基、水、棉花、纱布、橡胶。

另：酒精灯火焰灭菌用于接种针、接种环等…

超高温蒸汽灭菌：130－150℃，2－6 秒。适于不耐热材料，如牛奶。常用UHT 表示，UHT不会破坏食品的营养和风味。

第三节微生物营养类型

1. 以能源分为：化能营养型、光能营养型

2. 以C源分为：自养型、异养型

3. 以供H体分为：无机营养型、有机营养型

4. 以取得死或活有机物分：腐生、寄生

Mic学中主要以能源和C源及供H体为划分标准。

一．化能异养型：利用有机物作为C源和能源，供H体为有机物，包括所有真菌、放线菌、原生动物和大部分细菌.

二．化能自养型：以CO2或CO32-作为其唯一C源，以还原态的无机物作为能源和供H体。少数细菌，如硝化细菌、铁细菌。

2NH3+3O2 硝化细菌→2HNO3+4H++能量

CO2+4H + +能量→（CH2O）+H2O

2FeCO3+3H2O+1/2O2铁细菌2Fe(OH)2+2CO2+能量

CO2+H2O+能量—[CH2O]+O2

三．光能异养型：能源光能，C源是CO2或有机物，供H体是有机物，少数细菌如红螺细菌。

(CH3)2CHOH + CO2光、厌氧CH3COCH3 +（CH2O）+H2O

异丙醇红螺细菌

四．光能自养型：光能为能源、CO2为唯一C源，以无机物为供H体，包括蓝细菌、藻类和一些光合细菌。

–产氧光合作用

CO2+H20兰细菌[CH20]+O2

–不产氧光合作用菌绿素

C02+2H2S绿细菌[CH20]+2S+H20

第四节微生物吸收营养的方式

一、单纯扩散(被动运输)

由高浓度向低浓度扩散，不耗能，无载体参与。主要吸收CO2、O2、H2O、小分子Aα等

二、促进扩散

由高浓度向低浓度扩散,借助膜上特异载体蛋白通过其构象的改变运送溶质，不耗能，运送SO42-、PO42-等矿质元素及Aα、维生素。

三、主动运输

需特异性载体蛋白参与，消耗能量；可逆浓度梯度运送。运送各种无机离子、有机离子和一些糖类，是微生物吸收营养的主要机制。

四、基团移位--微生物特有

既需特异性载体蛋白又要耗能，而且溶质在运送前后会发生分子结构改变。主要运送葡萄糖、果糖、甘露糖、核苷酸、丁酸和腺嘌呤等。

1. PEP+Hpr→丙酮酸+ P-Hpr

2. P-Hpr+葡萄糖→P-葡萄糖+Hpr

（1）胞外酶：可分散到环境中，如淀粉水解酶。

（2）质外酶：位于细胞壁和膜之间，如磷酸葡萄糖水解酶

（3）表面酶：位于细胞壁表面的不能扩散到环境中，如纤维素水解酶。

第五节微生物的生长

微生物生长的概念：一般都是指群体生长，用来衡量微生物生长的两个指标：

1、生长量：一定时间内，细胞物质增加的重量。霉菌等丝状菌用生长量来衡量。

2、生长率：一定时间内，个体增加的数量。细菌、酵母菌等单细胞微生物用生长率来衡量。

典型生长曲线：把单细胞微生物接种到一定体积的培养液中，在适宜的条件下培养，微生物细胞数目不断增加，以培养时间为横坐标，以每毫升培养液中活细胞数目的对数为纵坐标，所得到的曲线。可分为四个时期：延滞期、对数期、稳定期和衰亡期。

一、延迟期：细胞数不增加，但变大，酶活性增加，对环境变化敏感。

如巨大芽孢杆菌

T：0 3.5 5.5 h

L: 3.4 9.1 19.8μm

二、对数期：细胞分裂最快，菌数以几何级数增加，酶系活跃，代谢旺盛。此期的菌做为种子最好。

三、稳定期：新生细胞数= 死亡细胞，活菌总数不变。细胞内开始贮存糖原，形成芽孢，有些微生物在此时产生代谢物—抗生素、激素、毒素等。是菌体及代谢产物的最佳收获期。

四、衰亡期：活菌数目减少；代谢减弱，细胞变形，自溶。

在工业生产中尽可能缩短滞留期，延长对数期，维持稳定期。

第六节微生物的分离、纯化与计数

一、微生物的分离与纯化

纯培养：在实验室条件下从一个细胞或几个同种细胞繁殖得到的后代群体。

1.稀释平板分离法—从土壤中分离微生物(固氮菌)

(1).选择配制适宜的培养基（阿须贝无氮培养基）

(2).将待测样品（土样）稀释一定梯度(菌悬液制备)

(3).分离方法:

涂抹法--取土壤菌悬液0.1ml涂在培养基平板上

混菌法--取土壤菌悬液1 ml与培养基混合后倒平板

A：涂沫法

取土壤菌悬液0.1ml→涂匀→培养→挑单菌落再培养→再纯化→获得纯培养

B:混菌法

取菌液1ml与培养基（45—50℃）混匀→培养→单菌落挑取再培养→纯培养。

2.平板划线法

3 稀释摇管法：对氧气敏感的厌氧性微生物，纯培养分离则可采用稀释摇管法。

将一系列（灭菌）盛琼脂培养基的试管加热使琼脂熔化后，冷却并保持在50℃左右，用这些试管进行梯度稀释待分离材料，试管均匀，冷凝，倾注一层灭菌液体石蜡和固体石蜡的混合物，将培养基和空气隔开。培养后，菌落形成在琼脂柱的中间，挑取和移植单菌落。

菌种保藏

菌种保藏的目的是把微生物的菌株．按其特性，采取相应的方法妥善保藏，使其不死亡，不污染，不衰退．不变异。

基本原理首先最好采用休眠体，其次还要创造一个有利于休眠的环境条件，使微生物的代谢活动降至最低程度。

常使用的方法低温保藏法；隔绝空气保藏法；干燥保藏法；速冻法；冷冻干燥保藏法……

菌种的衰退和复壮

衰退：指原有的典型性状变得不典型。对产量性状来说，菌种的负变就是衰退。复壮：狭义上是在菌种已发生衰退的情况下，通过纯种分离和测定生产性能等方法，使衰退的群体中找出少数尚未衰退的个体，以达到恢复该菌原有典型性状的一种措施；广义指在菌种的生产性能尚未衰退前就经常有意识地进行纯种分离和生产性能的测定工作，以期菌种的生产性能逐步有所提高。

菌种的衰退的防止

?控制传代次数意即尽量避免不必要的移种和传代，并将必要的传代降低

到最低限度，以减少自发突变的几率。

?创造良好的培养条件在实践中，有人发现如创造一个适合原种的生长条

件，就可在一定程度上防止菌种衰退。

?利用不同类型的细胞进行接种传代

?采用有效的菌种保藏方法

菌种复壮的方法

1.纯种分离

2.通过宿主体内生长进行复壮

3.淘汰已衰退的个体

二、微生物的计数：只适用于单细胞

1.直接法：

（1）血球计数板：特制玻片及特制盖玻片

计数室：面积1mm2，深度是0.1mm,体积0.1mm3

等分为400个小格。16大格×25或25大格×16

小格，每小格的容积是1/4000mm3。

利用显微镜直接计数若干个小格内微生物个数求得平均数，再换算成每ml原（液）样中或者每克样品中的微生物数量。

（2）比例计数法：已知某菌液浓度，将未知浓度菌液与其按一定比例混合，利用血球计数板数出各自的数目，然后求出未知菌液中细胞浓度。

2. 间接法: 平板菌落计数法

比如测土壤细菌数。

（1）土样稀释成一定浓度梯度的菌悬液10-1，10-2, 10-3, 10-4, 10-5, ……

（2）涂抹法或混菌法接菌。

（3）经培养后计数，选菌落数在30－300之间。

三．微生物计量：

1. 直接法：

（1）测体积：用带有刻度的离心管离心后，测其体积。

（2）称干重：用离心法或过滤法将培养物分离出来，105℃或100℃烘干，或在80℃或40℃真空干燥，称干重。一般干重为湿重的10％—20％。

2. 间接法

（1）比浊法：利用分光光度计

（2）生理指标法：测含N量、含C量、DNA、RNA量以及产气量来计算其生长量。如：细菌含N量为其干重12.5％，酵母菌含N量为其干重7.5％，霉菌为其干重6％。

四．微生物大小测量

利用显微镜和测微尺直接测得：

目镜测微尺：5mm→50等份，0.1mm/格

镜台测微尺：校正目微尺，1mm→100格，每格0.01mm=10um

目镜测微尺每格长度=(镜台测微尺格数×10)/目镜测微尺格数

第七节环境条件对Mic生长发育的影响

一．温度

最低生长温度Td：T

最适生长温度Ts：

最高生长温度Tg：T>Tg，导致死亡。

致死温度：10分钟内全部杀死某种微生物的最低温度。

多数细菌,酵母菌、霉菌的营养细胞和病毒，在50一60℃经10分钟可致死，但

如嗜热脂肪芽孢杆菌120℃经12分钟才能死亡。

按微生物生长发育要求的温度范围不同分为：

高温性：30℃-45—60℃-75℃，堆肥、沼气池。

中温性：5℃-25—40℃-50℃

低温性：0℃-10—15℃-20℃，冰川雪地，深海。

最适温度对其生长发育而言，对其积累某种代谢产物不一定是最适温度，例如：产黄青霉菌体最适生长温度30℃，最适发酵温度25℃，( 5小时后)，最适积累产物20℃，(40小时后)

在生产过程中分段控制温度，如果一直控制在30℃，产量少14.7％。

二．光线、射线

1. 红外线:通过温度的变化间接影响Mic生长。

2. 可见光：光能型需光。化能型影响不同.如蘑菇有光抑制菌丝生长，出菇期需少量散射光。

3. 紫外线：13.6—390nm，具很强的表面杀菌能力，不具备穿透能力，常用于空气或物品表面消毒，250—280nm波长杀菌力最强。

光复活现象：经紫外线照射受损害的细胞，如果立即暴露在可见光下，有一部分可恢复正常活力。

4.X、r 射线具强的穿透力，对Mic具强的杀伤力。用于食品灭菌及医学。三．三. 化学药剂

1. 金重属盐：HgCl2、AgNO3、Cu、Zn化合物；赛力散（主要成分是HgCl2）防小麦病害，波尔多液（硫酸铜+生石灰）防真菌病害。

2. 氧化还原剂：H2O2、KMnO4、漂白粉、甲醛（福尔马林40%的甲醛）、过氧乙酸。

3. 表面活性物：乙醇（70％杀菌强）、苯酚（石碳酸）、煤酚皂、消毒宁、新洁尔灭。

4. 强酸、强碱及有机酸：KOH、H2SO4，山梨酸（钾）、苯甲酸（钠）用于食品防腐，抑制好气性微生物。

5. 其它：结晶紫；碱性复红；抗菌素：青霉素G+、

许多化学物质能抑制或杀死微生物，区分三个概念：灭菌、消毒、防腐。有时一种物质在某一浓度下为杀菌剂，在更低的浓度下则为防腐剂。苯甲酸用来做酱油防腐剂；尼泊尔金（即对羟基苯甲酸酯）用于墨汁的防腐；山梨酸、脱氢醋酸用作化妆品防腐；二甲基延胡索酸用作食品、饲料的防腐。（防腐剂：苯甲酸、山梨酸只对好气性微生物有抑制作用，对厌氧菌无效）。

常用的消毒剂分类如下

1 有机类（作用机制使蛋白质变性，损伤细胞膜）

酚类：石炭酸，3－5％的苯酚溶液，家具、地面、器皿的消毒。（煤酚皂-来苏儿）

醇类：乙醇，70～75％的乙醇杀菌力最强，对细菌的芽孢无效。乙醇的脂溶性，可以溶解膜中的类脂；脱水性可使蛋白质变性。高浓度的酒精95%能使细胞表面的蛋白质变性、凝固，而使酒精不易进入细胞内，因此杀菌效果差。

酸类：醋酸，5～10mL/m3熏蒸，房间消毒，二甲基延胡索酸用作食品、

饲料的防腐。苯甲酸、山梨酸只对好气性微生物有抑制作用，对厌氧菌无效。

醛类：甲醛，35～40％的甲醛又叫福尔马林，浸泡消毒。

2.氧化剂类（氧化蛋白质的活性基团）

0. 1％KMnO4 ,常用于水果、蔬菜的表面消毒。

3％H2O2，0.2-0.5%过氧乙酸等用于日用品消毒。

3.金属盐类（与蛋白质的巯基结合使其失活）

升汞0.1％HgCl2用于植物组织表面的消毒，

0.1－1％AgNO3常用于新生儿的滴眼液，

CuSO4 波尔多液（硫酸铜+生石灰）。

常用于植物真菌病害的防治，如葡萄霜霉病。

4 .卤素及其化合物（破坏细胞膜、酶、蛋白质）

0.2～0.5%氯气，用于饮水、游泳池的消毒

0.5％～1％漂白粉，用于饮水、体表消毒

10～20％漂白粉，用于地面、厕所的消毒

2％碘酒，常用于皮肤消毒

5 .表面活性剂（作用机制使蛋白质变性）

日常用的肥皂

0.05～0.1%新洁尔灭

0.05～0.1%消毒宁

6. 染料：2～4％的结晶紫水溶液即龙胆紫，用于浅表伤口的消毒，对G＋菌的作用强。

四．其它生物对Mic的影响

1. 共生关系：两种(微)生物共居在一起，互为对方创造有利条件。如根瘤、菌根、地衣。

2. 拮抗关系：当两种微生物生活在一起时，其中一种微生物的生命活动或其代谢产物抑制或者杀死另一种微生物。

如5406放线菌→抗生素→杀死枯草杆菌、霉菌；

淹酸菜：乳酸菌降低pH；

3、寄生关系:一种菌寄生在另一种生物体上。噬菌体、动植物病害。

五．水分和湿度

1. 细胞成份：营养体含水70—85％；孢子40％左右

2. 水是生理生化反应的介质。干制食品，干燥剂。

一般Mic适于在3—6个大气压的水溶液中生长，如果细胞处于高渗溶液环境，会造成Mic细胞失水，引起质壁分离，导致微生物细胞死亡。例：咸菜、果脯的制作。

空气湿度对Mic生长影响较大，空气RH>70％对Mic极为有利，仓库贮藏要求控制T、RH度。以防发霉变质。

渗透压

纯水具有通过半透膜的渗透作用，当细胞膜两边溶质浓度不同时，就会产生渗透压差，水分子从溶质浓度低的一边流向溶质浓度高的一边。在微生物正常生长的情况，细胞内溶质浓度高于细胞外溶质浓度，因此，水分子可以通过细胞膜进入细胞内。如果情况相反，水就会从细胞内→外，使细胞脱水。

日常生活中腌菜和蜜饯就是根据渗透压的原理，造成高渗环境（10－15％的盐或50－70％糖）使微生物细胞中的水分渗出，导致其不能正常生活，从而达到保存食品的目的。

六．pH值

最适生长：真菌pH为5—6，偏酸性

细菌、藻类、原生动物 6.5—7.5 中性

放线菌pH 7.5—8.5 偏碱性

多数可在5—9的范围内生长，氧化硫杆菌耐酸可在pH为1的环境中生存，尿素分解菌在pH为11时正常生活。

黑曲霉pH：2—3产柠檬酸

pH：4—6主要进行菌体生长

pH：7 代谢产生草酸

七．氧

1.专性好氧菌：如醋酸菌

2. 专性厌氧菌：乳酸菌、双歧杆菌、丁酸细菌

3. 兼性厌氧菌：如：啤酒酵母、大肠杆菌。

专性好氧菌和兼性厌氧菌细胞内含有SOD：超氧化物歧化酶Superoxide dismutase

O2 + e→O2-，破坏cell膜，对生物体有毒害作用.

O2- + H SOD H2O2→H2O

第八节微生物的能量代谢

微生物最初能源有光能和化学物质。

日光：光合磷酸化

化能：氧化磷酸化

化能异养型：最初能源物有机物

化能自养型：还原态的无机物

化能异养型微生物的产能方式：

生物氧化：底物脱H→递H→受H

1 底物脱H：通过EMP（糖酵解）；HMP（己糖-磷酸）；PP（磷酸-戊糖）；TCA （三羧酸循环）等不同途径；产生许多不同类型的中间代谢产物和少量（1-2）的ATP

2.递H和受H：经过呼吸链来递H，H质子载体NAD（烟酰胺腺嘌呤二核苷酸）、NADP（烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸）、FAD（黄素腺嘌呤二核苷酸）；电子载体细胞色素、COQ（泛醌）。

递H的过程与磷酸化发生偶联，从而将底物中的能量储存在ATP中，据受H体不同，把生物氧化过程分为几种类型：

一、有氧呼吸：有氧时，底物脱H后，经完整的呼吸链递H，最终由分子态的氧接受H，产生水并释放能量ATP，同时将底物彻底氧化分解。如：C6H12O6+6O2酵母菌6CO2+6H2O+nATP

C6H12O6+6O2反硝化细菌6CO2+6H2O+nATP

二、无氧呼吸：在缺氧条件下，底物脱H后，经部分呼吸链递H，最终由氧化态的无机物或有机物受H。同时产生少量ATP，产能效率较低。

如反硝化细菌缺氧时：

C6H12O6+12NO3-→6CO2+12NO2-+6H2O+nATP

三、无氧发酵：(微生物细胞内的生理发酵)

指在无氧条件下，底物脱H后所产生的还原力[H]不经过呼吸链而直接交给某一氧化性中间代谢产物（有机物），产生少量的ATP。

如酵母菌：C6H12O6→2CO2+2CH3CH2-OH+2ATP

C6H12O6EMP CH3COCOOH+ H+2ATP

CH3COCOOH→CH3CHO接受H→CH3CH2-OH

CH3CH2-OH是酵母菌在缺O2条件下终产物。

酵母菌有氧时通过有氧呼吸产能

C6H12O6+6O2→6CO2+6H2O+36ATP

乙醇发酵

在酵母菌的乙醇发酵里，一分子葡萄糖(通过EMP途径)最终转变成两分

子乙醇，放出CO2，同时净产生两个ATP:(S. cerevisiae)

C6H12O6+2ADP+2H3PO4→2C2H50H+2ATP+2C02 + H20

?在细菌的乙醇发酵里，一分子葡萄糖(通过ED途径)最终转变成两分子乙醇，放出CO2，同时净产生一个ATP:(运动发酵单孢菌)

C6H12O6+ADP+H3PO4 →2C2H50H+ATP+2C02+H20

工业生产中发酵：利用好氧或厌氧微生物来生产有用代谢产物的过程。

有氧发酵：在有氧条件下，某些好气性的微生物进行呼吸时其产生的中间产物形成一定的积累，此时将该产物提取出来。如醋酸和柠檬酸发酵。

葡萄酒开盖后，表面出现醋酸菌膜，酒会变酸，

CH3CH2-OH+O2→CH3COOH+H2O ；醋酸不是最终产物，它还将继续分解产生CO2和H2O。

能量的利用

?生物合成：能量利用的主要方面。1mol的ATP约合成10.5g的干

物质。

?其它生命活动细胞繁殖运动

?生物发光

?产生生物热

乳酸发酵：

将葡萄糖(HMP途径)分解产生的丙酮酸还原成乳酸的生物学过程。

异型乳酸发酵

?发酵后产生多种产物，包括乳酸、乙醇、CO2等。

?肠膜明串珠菌、短乳杆菌、发酵乳杆菌

同型乳酸发酵

?一分子葡萄糖产生两分子乳酸的过程

江南大学考研 微生物PPT课件

第七章微生物的遗传变异与育种 Microbial Genetics and Variation 遗传和变异的几个概念: 遗传(heredity)生物的上一代将自己的遗传因子传递给下一代的行为或功能，具有极其稳定的特性。遗传型(genotype) 某一生物所含有的遗传信息即DNA中正确的核苷酸序列。生物体通过这个核苷酸序列控制蛋白质或RNA的合成，一旦功能性蛋白质合成，可调控基因表达。 表型(phenotype)某一生物体所具有的一切外表特征及内在特性的总和，是遗传型在合适环 境条件下的具体体现。是一种现实性。 遗传型是一种内在可能性或潜力，其实质是遗传物质上所负载的特定遗传信息。具有某遗传型的生物只有在适当的环境条件下通过自身的代谢和发育，才能将它具体化，即产生表型。 饰变(modification)指不涉及遗传物质结构改变，只发生在转录、转译水平上的表型变化。特点：每一个体都发生变化性状变化的幅度小；因遗传物质不变故饰变是不遗传的。 变异（Variation）是生物体在某种外因或内因作用下引起的遗传物质结构改变，亦即遗传型的改变。特点：l几率极低(一般为10-5~10-6)；2性状变化幅度大；3变化后的新性状是稳定的、可遗传的。 细菌变异变异(variation)：在一定条件下，子代与亲代之间以及子代与子代之间的生物学性状出现的差异。形态结构的变异毒力变异耐药性变异菌落变异 一. 形态结构的变异 细菌的大小和形态在不同的生长时期可不同，生长过程中受外界环境的影响也可发生变异。如：鼠疫耶氏菌在陈旧培养物上细菌的多形态性、细菌L型。 细菌的特殊结构v如：荚膜（肺炎链球菌）v芽胞（炭疽芽孢杆菌）v鞭毛（变形杆菌H-O变异）也可发生变异。 毒力变异(增强) 无毒力的白喉棒状杆菌常寄居在咽喉部，不致病；当感染了β-棒状噬菌体后变成溶原性细菌，则获得产生白喉毒素的能力，引起白喉。 毒力变异(减弱) 有毒菌株长期在人工培养基上传代培养，可使细菌的毒力减弱或消失。卡介苗(BCG)是有毒的牛分枝杆菌在含有胆汁的甘油、马铃薯培养基上，经过13年，连续穿230代，获得的一株毒力减弱但仍保持免疫原性的变异株。 耐药性变异细菌对某种抗菌药物由敏感变为耐药的变异。金黄色葡萄球菌耐青霉素的菌株已从1946年的14%上升至目前的80%。多重耐药性：有些细菌还表现为同时耐受多种抗菌药物，从抗生素广泛应用以来，细菌对抗生素耐药的不断增长是世界范围内的普遍趋势，给临床治疗带来很大的困难，并成为当今医学上的重要问题。 菌落变异细菌的菌落主要有光滑(smooth,S)型和粗糙(rough,R)型两种。S型菌落表面光滑、

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实验一微生物培养基的配制和灭菌及空气中微生物的认识 一.实验目的： 1、明确培养基配制的基本原理； 2、掌握培养基配制的一般方法和步骤； 3、了解高压蒸汽灭菌的基本原理和操作方法； 4、认识微生物存在的普遍性。 二.实验原理： 培养基是按照微生物生长繁殖或积累代谢产物所需的各种营养物质，用人工方法配制而成的一种基质。它包括碳源、氮源、能源、生长因子、无机盐和水六类营养要素。由于不同微生物细胞组成不同，因而所需营养基质不同，为了分离、培养和鉴定不同的微生物，必须根据其需要，配制合适的培养基。 培养基的种类繁多，根据培养基的成分、物理性状不同，可分为天然培养基、合成培养基、半合成培养基、固体培养基、半固体培养基和液体培养基。 灭菌是指应用物理或化学的方法，杀灭物体表面和内部一切微生物营养体、芽孢和孢子。灭菌方法很多，可分为加热、过滤、照射和化学药品法等。 常用加热灭菌法： 1、干热灭菌： 用火焰烧灼或电热干燥箱内高温热空气灭菌 2、湿热灭菌 ⑴高压蒸汽灭菌法 ⑵间歇灭菌法 ⑶煮沸消毒法 三、实验材料 每组同学需要准备以下材料（14人/组）： ●小试管：21支（15*150mm） ●培养皿：60套（ф9cm） ●移液管：15支(1000ml）、1支(10l) ●三角玻璃棒：2支 ●瓷缸：1个（1000ml） ●三角瓶：3个（500ml)、1个（250ml)、2个（100ml) ●量筒：1个（100ml） ●玻棒：1支 ●分液漏斗：1套 ●药匙：2把 ●标签贴纸：1张

记号笔：1支 四、实验步骤 培养基的制备过程 称量---溶解----调节pH值----过滤----分装及包扎----灭菌----灭菌后试管摆放斜面1.称量 按照培养基配方，准确称量各成份放于瓷缸中。 ?配方：牛肉膏 5 g 蛋白胨10 g NaCl 5 g 蒸馏水1000 ml 琼脂20 g (另称于三角瓶中) ?2N NaOH配制： 1.量取80ml去离子水置于100-200ml塑料杯中。 2.称取8g NaOH小心地逐渐加入到烧杯中，边加边搅拌。 3.待NaOH完全溶解后，用去离子水将溶液定容至于100ml。 4.将溶液转移至塑料容器中后，室温保存。 ?2.5N HCL配制： 1.在78.4ml的去离子水中加入21.6ml的浓盐酸，均匀混合。 2.室温保存。 2.溶解 向上述瓷缸中加入所需要的水量，搅拌使其溶解。如是配制固体培养基，在琼脂的熔化过程中，需不断搅拌，并控制火力不要使培养基溢出或烧焦。待完全熔化后，补足所失水分。 3.调节pH值 用玻璃棒沾少许液体，测量PH值。用氢氧化钠和盐酸调节PH。 4.过滤 用滤纸或多层纱布过滤，一般无特殊要求可省去。 5.分装及包扎 根据不同的需要，可将制好的培养基分装入试管内（用分装漏斗）或三角瓶内，管（瓶）口塞上棉塞。最后用牛皮纸将棉塞部分包好。 6.无菌水的制备 无菌水为下一次微生物分离实验中所需要的材料。250mL三角烧瓶（装有玻璃珠），分别装自来水90mL和100mL，塞上棉塞，包扎、灭菌备用。 7.灭菌：高压蒸汽灭菌，1210C灭菌30分钟。 ?操作过程 ?加水à装锅à盖盖à加热à当压力升为0.5kg/cm2时排放冷空气à正式升压à保 压（1.1kg/cm2，121℃，保持20-30min）à停止加热à自然降压至零à排放余汽à开盖à取出灭菌物品à趁热摆斜面à检验灭菌效果。

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绪论 三、微生物的特点 （一）个体极小，比表面积大 （二）繁殖快、代谢速率快 （三）数量多 （四）易变异 （五）种类多、分布广、代谢类型多样 (一)个体极小，比表面积大 (二)代谢速率快、繁殖快 （三）数量多 (四)易变异 (五) 种类多、分布广、代谢类型多样 病毒 ?没有细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核以及各种细胞器 ?经典病毒 ?＝（包膜+）蛋白质衣壳+核酸+极少量(或没有)酶蛋白； ?螺旋对称型：烟草花叶病毒、狂犬病毒、流感病毒等 ?立体对称型：腺病毒、疱疹病毒、骨髓灰质炎病毒 ?复合对称型：大肠杆菌T系噬菌体 噬菌体只侵染细菌、真菌、放线菌等微生物 ?提问：溶源现象的生物意义是什么？ ?自我保护机制（反间计），细菌不仅获得了免疫特性，而且增多了自身的遗传类型，提高了进化程度，可谓一举而两得，化害为利。 ?病毒主要是通过食物、接触、空气传播的，但也可以通过饮用水传播， 细菌 细菌的分类 细菌：单细胞不分枝的原核微生物。 细菌细胞微小而透明，通常用适当染料染色后显微镜观察 球菌 球菌就是球形的细菌，它是这类细菌的总称，细胞呈球形或椭圆形。 杆菌 细胞呈杆状或圆柱状，菌体直或稍弯，粗短或细长。末端钝圆、尖、膨大或平裁状。 弧菌 弧菌细胞呈弧形， 细菌的结构 1. 细胞壁

功能 提问：哪些功能？ ①固定细胞外形； ②保护细胞免受外力的损伤； ③阻拦大分子物质进人细胞④使某些细菌具有致病性及对噬菌体的敏感性。 两种最常见的细菌细胞壁结构 革兰氏染色法 1.涂片固定 2.单染—结晶紫染液第一次染色1min 3.媒染—碘-碘化钾溶液浸湿30S 4. 脱色—95%乙醇溶液进行颜色洗脱 5.复染—红色的藩红染液第二次染色细菌呈现第一次染色的效果紫色，革兰氏阳性菌（紫阳G＋）； 呈现第二次染色的效果红色；称革兰氏阴性菌（红阴G -） 请对照两种细菌细胞壁的不同结构，说明为什么染色上会有区别？ 2. 细胞膜（原生质体） 紧贴在细胞壁的内侧而包围细胞质的一层柔软而富有弹性的半渗透膜。 化学组成脂质（20－30％）蛋白质（60－70％） 结构极性磷脂双分子层 提问：功能？ 3. 细胞质 细胞膜内除拟核以外的所有无色透明、呈粘胶状物质。 （1）核糖体 提问：功能？多肽和蛋白质的合成场所。 （2）细胞内含物 1．气泡（水生细菌）提问：功能？相当于鱼的鱼漂 2．异染颗粒 蓝色侵染呈紫红色。 化学本质——偏磷酸盐的聚合物。 功能？磷源和能源性贮藏物， 3．聚 -羟基丁酸（简称PHB）颗粒 功能？能量的贮存物;调节pH 4．糖原和淀粉粒 5．硫粒 某些化能自养型硫细菌，贮存的能源物质， 4. 核质体 ——原核生物所特有的原始细胞核。 细菌的核质体是一个大型环状的双链DNA分子，长度0．25mm~3mm，为细菌遗传物质，卷曲折叠于核区。 核区没有外膜（这是原核生物与真核生物一个主要的区别之处） 5. 荚膜 是某些细菌在新陈代谢过程中形成的，分泌于细胞壁外的粘液状物质。 —含水率在90％~98％，极难染色；—多糖、糖蛋白单染后墨汁背景衬托法观察

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微生物学第一章绪论介绍以下几个内容：系统与进化生物学的三域理论、微生物的定义、微生物学分支、微生物学的建立和发展、微生物与生物技术、学习本课程的主要参考书系统与进化生物学三域学说或三域理论进化生物学：研究生命起源与进化关系的生物学重要分支。生物系统发育：探究自然界生物在性状上的相似程度，依据相似程度建立一定的系统发育关系(聚类,Cluster）。以树形结构表示系统发育关系或进化关系（phylogeny)。系统发育树（Phylogenetic tree）又称为进化树，以此树表示生物的亲缘进化关系，每个节点代表其各分支的最近共同祖先，而节点间的线段长度对应进化距离或估计进化时间。系统树有有根树和无根树。 三领域理论:1977年，Woese 和Fox根据核糖体 RNA(rRNA)小亚基（SSU) 序列比对结果，构建了生物 界的三域系统树，根据系统 树提出將生物分为三个域： 细菌域(Domain Bacteria)、古 菌域(Domain Archaea)和真 核生物域(Domain Eukarya)， 此即为三域系统 (Three-domain system)。问 题：为什么Woese和Fox要 选择核糖体RNA(rRNA)小 亚基（SSU)序列？ 微生物定义及微生物学微生物（Micro organism，microbial）——通常是指不借助显 微镜用肉眼看不见的个体微小、结构简单的微 小生物，包括病毒（Virus)、细菌（Bacteria)、 真菌(Fungi)、原生动物(Protists)、单细胞藻类 (Unicell algae )。 病毒：非细胞生物，没有新陈代谢，非完整生 命。原核微生物：细菌、古菌，细胞生物， 但没有细胞核和细胞器。真核微生物：真菌， 单细胞藻类，原生动物，细胞生物，有细胞核 和细胞器。微生物的度量单位：有细胞结构 的为微米（um)，病毒为纳米（nm)。 微生物共同特点：（小、多、快、旺、强、广） 1）体积小：细胞微生物的细胞大小一般以微米（μ m)、非细胞微生物病毒大小以纳米(nm)来计算； （2）吸收多，代谢旺：生理代谢迅速，吸收的物 质转化速度快。 （3）生长旺，繁殖快如大肠杆菌 （4）易变异，如感冒病毒 （5）适应强，快速适应环境的变化。 （6）分布广，种类多。（具估计，细菌有100多万 种，真菌有１００多万种，因而，为生物多样性研 究和资源开发提供极丰富的材料）。 微生物学（Microbiology）：是研究微生物生命活动规律的学科,是生物科学的一个极为重要的分支。微生物学：讲解微生物学的一些基础理论和基本实验（试验）

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医学微生物ppt医学微生物学课件 医学微生物资料 该资料主要是以该科教师课件里的内容为主，加以和，能力有限，不免会有不少错误，望大家能理解。 绪论章节 目的要求： 1. 掌握微生物的定义和分类; 2. 了解微生物学的发展史及奠基人的工作; 3. 熟悉医学微生物学的定义. 本篇主要结构：一、微生物的分类 非细胞型微生物原核细胞型微生物真核细胞型微生物 二、微生物的发展史（主要人物） 1) 荷兰列文虎克：发现微生物

2) 法国巴斯德：发现微生物与人、动植物疾病的关系 3) 德国科赫：创立细菌分离培养和染色法，并发现多种致病菌4) 弗莱明：发现青霉素 医细学真病菌微毒学生B物MVa学yi cr to 2 微生物的分类 一、 非细胞型微生物:无细胞结构，无产生能量的酶系统，含一种核酸(DNA或 RNA); 只能在活细胞内增殖; 是最小一类微生物. (病毒是典型代表，还有比病毒更简单的类病毒和朊粒)。

非细胞型微生物 二、原核细胞型微生物:核呈环状裸DNA团块结构，无核膜、核仁。细胞器很不 完善, 只有核糖体。DNA 和 RNA同时存在。原核细胞型微生物的种类包括细菌、支原体、衣原体、立克次体、螺旋体和放线菌等。 三、 真核细胞型微生物:细胞分化程度高，有核膜和核仁结构，进行有丝分裂，胞 质内细胞器完整，同时含有两类核酸。真菌属此类。 课后思考题 1) 定义：微生物、医学微生物学 2) 微生物分哪3类，有什么区别？并举例说明。 3) 微生物的主要两位奠基人是谁？

4) 近年医学微生物学得到了迅速地发展，主要表现在哪些方面？ 5) 医学微生物学未来发展方向是什么？ 3 第1章细菌的形态与结构 目的要求： 1.掌握细菌 L 型、质粒、荚膜、鞭毛、菌毛、芽胞、异染颗粒、外膜蛋白的定义 2. 掌握细菌的测量单位及细菌的基本形态和结构 3. 掌握革兰阳性菌与革兰阴性菌细胞壁结构的区别 4. 掌握细菌特殊结构的医学意义 5. 了解革兰染色原理，掌握革兰染色的步骤、结果、医学意义 6. 熟悉细胞膜、细胞质、核质的结构、功能 本篇主要结构： 第一节细菌的大小与形态