讨论细菌芽孢的构造和功能的关系并说明研究细菌芽孢有何理论和实际意义-科三第一组教学案例
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微生物学复习思考题绪论1、什么叫微生物?微生物包括哪些类群?微生物是一切肉眼看不见或者看不清的微小生物的总称。
包括属于原核类的细菌(真细菌和古生菌)、放线菌、蓝细菌(旧称蓝绿藻或蓝藻)、支原体、立克次氏体、衣原体;属于真核类的真菌(酵母菌、霉菌和蕈菌)、原生动物和显微藻类;以及属于非细胞类的病毒和亚病毒(类病毒、拟病毒和阮病毒)。
2、了解五界系统、六界系统、三域学说及其发展,说明微生物在生物界中的地位。
五界系统:动物界、植物界、原生生物界(包括原生动物、单细胞藻类和粘菌等)、真菌界和原核生物界(包括细菌蓝细菌等)。
六界系统:1949年Jahn提出包括后生动物界、后生植物界、真菌界、原生生物界、原核生物界和病毒界;1977年我国学者王大耜提出动物界、植物界、原生生物界(包括原生动物、单细胞藻类和粘菌等)、真菌界和原核生物界(包括细菌蓝细菌等)、病毒界;1996年美国的P.H.Raven提出包括动物界、植物界、原生生物界、真菌界、真细菌界和古细菌界。
三域学说:细菌域、古细菌域、真核生物域。
3、了解微生物学的发展史,明确微生物学研究的对象和任务。
整个微生物学发展史是一部逐步克服认识微生物的重要障碍,不断探究它们生命活动规律,并开发利用有益微生物和控制、消灭有害微生物的历史。
它分为:史前期、初创期、奠基期、发展期、成熟期。
对象:在细胞、分子或群体水平上研究微生物的形态结构、生理代谢、遗传变异、生态分布和分类进化等生命活动基本规律。
任务:发掘、利用、改善和保护有益微生物,控制、消灭或改造有害微生物,为人类社会的进步服务。
4、微生物的五大共性(特点)是什么?表示微生物细胞大小的单位是什么?一、体积小,面积大;二、吸收多,转化快;三、生长旺,繁殖快;四、适应强,易变异;五、分布广,种类多。
表示微生物细胞大小的单位是nm或μm。
5、微生物有哪些重要性?①微生物是占地球面积70%以上的海洋和其他水体中光合生产力的基础;②是一切食物链的重要环节;③是污水处理中的重要角色;④是生态农业中的重要环节;⑤是自然界重要元素循环的重要推动着;⑥是环境污染和检测的重要指示生物。
芽孢杆菌概况及其作用机理引言:也许您已加入微生态制剂行业数年,对该行业的发展和现状如数家珍;也许您刚刚踏入这个行业,对此行业还感到有些不甚明了,但是,只要您选择了宝来利来公司,选择了宝来利来公司的微生态产品,您就不难发现,公司的几款拳头产品,如产酶益生素系列、肽菌素系列、固本康系列等等,都有一个共同的菌株——芽孢杆菌,有的产品含枯草芽孢杆菌、有的产品含地衣芽孢杆菌、有的产品是二者的组合。
我们再来看宝来利来公司发展的历程:1996年宝来利来公司第一份产品枯草芽孢杆菌问世,这是中国第一家取得生产批准文号的动物微生态产品,从此开端了一个产业的萌芽。
2001年产酶益生素问世,枯草芽孢杆菌产酶菌株N9正式选育成功,并在引进消化国家948项目的基础上突破乳酸菌的真空冷冻干燥技术,从此将益生素引入营养微生态、免疫微生态新纪元。
产酶益生素也被国家科技部、国家经贸委评为国家重点新产品。
2006年,宝来利来产酶益生素进一步完成了产品的升级换代,在N9的基础上选育出N9-1-35,产酶能力再次提高300%,达到国际领先水平;抗感染菌株枯草芽孢杆菌B7348和乳酸菌LP-11的选育成功,使产酶益生素真正进入到营养微生态、免疫微生态、抗感染微生态的时代。
截至目前,公司承担6项“国家863计划”课题,拥有6项国家重点新产品。
在中国整个动保行业取得如此殊荣的,目前仅宝来利来一家企业。
宝来利来公司所取得的成就,产品得到的广泛认可,除了与公司强大的研发实力外,更与公司准确定位、成功选育的菌株有直接关系。
现在我们重点学习一下芽孢杆菌的相关特性。
1 芽孢杆菌的概况芽孢杆菌属于芽孢杆菌科、芽孢杆菌属,能形成内生孢子——芽孢的革兰氏阳性杆菌,需氧或兼性需氧,具有鞭毛。
芽孢杆菌广泛分布于土壤、空气、水和动物肠道中,其稳定性强,芽孢一旦形成,便能耐受各种不利条件,如干热(150℃干热1h仍有芽孢存活)、湿热、紫外线、强酸、强碱、有机溶剂、极度干燥、真空干燥、氧化剂的氧化作用等。
简述芽孢的结构、功能及对外界环境抵抗力
强的原因。
芽孢(spore)是一种具有高度抵抗力的微生物形态。
它的结构
相对简单,由一个单个细胞形成,包括一个细胞膜、细胞壁和核。
芽
孢的主要功能是能够在恶劣环境下存活和繁殖,相比其他生物体更加
耐受高温、低温、高压、低压、辐射和干旱等外界压力。
芽孢的抗压能力与其特殊的结构密切相关。
芽孢的细胞壁含有水
解酶和糖化酶等酶类物质,而且在芽孢形成时被发掘出来的原有细胞
壁会分解,新的细胞壁由极为耐受的化合物组成,如二聚糖和孢子壳
蛋白等。
这些化合物使得芽孢极难被外界环境物质侵蚀,耐热、耐干、耐辐射。
此外,芽孢的形成还是一种自我保护机制。
有些细菌,在环境不
适宜的时候会通过芽孢形成的方式进入到休眠状态,等待环境变得适
宜后再次进入繁殖状态,这种方法被认为是一种极为有效的自我保护
机制。
因此,芽孢作为一种生物形态在医学、食品加工和环境污染等
领域得到了广泛的关注和应用。
绪论习题问答题:1.用具体事例说明人类与微生物的关系。
1.微生物与人类关系的重要性,可以从它们在给人类带来巨大利益的同时也可能带来极大的危害两方面进行分析。
能够例举:面包、奶酪、啤酒、抗生素、疫苗、维生素及酶等重要产品的生产;微生物使得地球上的物质进行循环,是人类生存环境中必不可少的成员;过去瘟疫的流行,现在一些病原体正在全球蔓延,许多已被征服的传染病也有“卷土重来”之势;食品的腐败等等具体事例说明。
2.为什么说巴斯德和柯赫是微生物学的奠基人?2.这是由于巴斯德和柯赫为微生物学的建立和发展做出了卓越的贡献,使微生物学作为一门独立的学科开始形成。
巴斯德彻底否定了“自然发生”学说;发现将病原菌减毒可诱发免疫性,首次制成狂犬疫苗,进行预防接种;证实发酵是由微生物引起的;创立巴斯德消毒法等。
柯赫对病原细菌的研究做出了突出的成就:证实了炭疽病菌是炭疽病的病原菌,发现了肺结核病的病原菌,提出了证明某种微生物是否为某种疾病病原体的基本原则——柯赫原则,创建了分离、纯化微生物的技术等。
3.为什么微生物学比动、植物学起步晚,但却发展非常迅速?3.其原因从下列几方面分析:微生物具有其他生物不具备的生物学特性;微生物具有其他生物共有的基本生物学特性;微生物个体小、结构简单、生长周期短,易大量培养,易变异,重复性强等优势,十分易于操作。
动、植物由于结构的复杂性及技术方法的限制而相对发展缓慢。
微生物的广泛的应用性,能迅速地符合现代学科、社会和经济发展的需求。
4.简述微生物学在生命科学发展中的地位。
4.20世纪40年代,随着生物学的发展,许多生物学难以解决的理论和技术问题十分突出,特别是遗传学上的争论问题,使得微生物这样一种简单而又具完整生命活动的小生物成了生物学研究的“明星”。
微生物学很快与生物学主流汇合,并被推到了整个生命科学发展的前沿,获得了迅速的发展,为整个生命科学的发展做出了巨大的贡献(可举例说明),在生命科学的发展中占有重要的地位。
研究芽孢的意义芽孢是一种极其微小的细胞,它们具有很高的耐久性和抗逆能力,可以在极端环境下生存数十年甚至更久。
在科学研究中,芽孢已经成为一个备受关注的研究对象。
本文将从芽孢的发现历史、芽孢的生物学特性、芽孢在生物科技中的应用等方面来探讨研究芽孢的意义。
一、芽孢的发现历史芽孢的发现可以追溯到19世纪初,当时法国的一位微生物学家发现,将一种微生物培养在热水中可以杀死其它微生物,但是它自身却能存活下来。
这种微生物就是芽孢。
此后,人们逐渐了解到芽孢的生物学特性,认识到芽孢是一种非常稳定的细胞,可以在不利环境下存活,并且能够在合适的时候再次生长繁殖。
二、芽孢的生物学特性1. 芽孢的结构芽孢是一种具有壳层的细胞,其外层壳层可以保护其内部的DNA 和其他细胞器,使得芽孢可以在不利环境下存活。
芽孢的壳层是由多种不同的蛋白质组成的,这些蛋白质可以使得壳层具有很高的抗逆性和稳定性。
2. 芽孢的生长和分裂芽孢的生长和分裂过程与普通细胞有所不同。
普通细胞在生长和分裂过程中会不断地进行DNA复制和细胞分裂,而芽孢的生长和分裂过程则是先进行DNA复制,然后将复制后的DNA包裹在壳层中形成孢子,最后孢子释放出来成为新的芽孢。
3. 芽孢的耐受性芽孢具有很高的耐受性和抗逆能力,可以在极端环境下存活。
芽孢可以耐受高温、强酸、强碱、辐射等多种不利因素,甚至可以在宇宙空间中存活。
这种耐受性和抗逆能力使得芽孢成为了一种非常重要的研究对象。
三、芽孢在生物科技中的应用1. 食品安全芽孢是一种常见的食品污染源,可以导致食品变质和腐败。
因此,研究芽孢的抗逆能力和生长机制对于保障食品安全具有重要意义。
目前,已经有研究人员利用芽孢的生长机制和特性来开发新型的食品保鲜技术,可以有效地延长食品的保质期。
2. 环境保护芽孢可以在极端环境下存活,因此可以被用于环境污染治理。
比如,芽孢可以被用于处理有机废弃物和有害化学物质,可以将其分解为无害的物质,并且可以减少对环境的污染。
芽孢的名词解释病原芽孢的名词解释及其作为病原的影响芽孢(spore)是一种微生物的生命形式,它是细菌、真菌和其他一些微生物在无利条件下生存的一种适应策略。
芽孢的名词解释通常与其结构和功能有关,本文将探讨芽孢作为一种病原体的影响。
1. 芽孢的结构和形成过程芽孢是一种具有高度耐久性的生物结构,其外壳由多层堆积的蛋白质组成,保护内部的细胞结构免受环境的伤害。
芽孢是通过一系列复杂的生物化学过程形成的,其中包括细胞增殖、生物膜形成和DNA复制。
在适宜的条件下,细菌或真菌细胞会分裂成两个芽孢,每个芽孢都具有自己的蛋白质和核酸,以确保生物信息的完整性。
2. 芽孢的存活能力芽孢具有极高的存活能力,可以在极端的环境条件下生存数年甚至数十年。
芽孢对于温度、湿度、酸碱度和氧气水平的变化都具有高度的适应能力。
这使得芽孢在自然环境中广泛分布,并且能够在适宜条件下重新发育成原始的细菌或真菌。
3. 芽孢的传播途径芽孢的传播途径多种多样,包括空气、水、土壤和生物介体等。
由于芽孢的耐久性,它们可以通过空气传播到较远的地方,并通过接触、摄入或吸入进入宿主体内。
此外,芽孢还可以通过污染的食物和饮水进入人体,引发感染。
4. 芽孢作为病原体的影响芽孢作为一种病原体,对人类和动物的健康造成了重大威胁。
许多严重的传染病都是由芽孢引起的,例如炭疽病和危害作物的真菌病害。
芽孢可以通过直接接触或进入人体内部引发感染,并在宿主体内生长和复制。
由于芽孢的耐受性,它们可以存活在宿主体内较长时间,并对宿主的免疫系统具有挑战性。
5. 预防和控制措施鉴于芽孢作为病原体的危害,预防和控制措施变得尤为重要。
以下是几种常见的预防和控制措施:- 规范卫生习惯,保持良好的个人和环境卫生;- 食品安全,注意饮食卫生,避免摄入受污染的食物和饮水;- 消毒和灭菌,对于容易受到芽孢寄生的环境和物体,进行适当的消毒和灭菌处理;- 接种疫苗,针对某些具有高风险感染的病原体,接种相关疫苗以增强免疫力。
芽孢杆菌的生物学与应用研究芽孢杆菌是一种常见的细菌,广泛存在于大自然中,具有很强的适应能力和生存能力。
它不仅可以利用多种不同的有机物质作为能源,还能耐受高温、高压、低温、低氧等多种不良环境条件,是一个非常有趣的研究对象。
本文将就芽孢杆菌的生物学特性和应用研究进行探讨。
一、芽孢杆菌的形态和生长特性芽孢杆菌是一种革兰氏阳性杆菌,因其生长时会形成孢子而得名。
学术上还常简称为芽孢菌。
芽孢杆菌的形态是直杆状或弯曲杆状,大小在0.5-1.3微米之间,属于微型细菌。
菌体一般为单株生长,也可形成链状或菌落聚集体。
芽孢杆菌在各种基质上都可生长,包括有机物、无机物、气体等,且常常表现出平滑生长曲线和常温发酵的特点。
二、芽孢杆菌的生物活性物质芽孢杆菌可产生多种生物活性物质,具有多种应用价值。
其中最有代表性的是杀菌活性物质,包括β-内酰胺类、青霉素、四环素等多种抗生素。
与动物和植物生理活性物质相似的还有种类繁多的酶、代谢产物和抗生物质等。
芽孢杆菌还可以在产生活性物质的同时,形成稳定的孢子,可存活于环境中并长期保存其活力和活性物质。
因此,芽孢杆菌不仅是一种重要的工业微生物,还是一种非常有潜力的生物资源。
三、芽孢杆菌在农业和环境治理上的应用芽孢杆菌在农业上有很广泛的应用,不仅可以作为生物除草剂、生物农药、生物肥料等方面使用,还可以作为饲料添加剂、动物消化道微生物代谢产物等其他方面使用,有着非常广阔的市场前景。
生物除草剂是芽孢杆菌在农业上应用的重要领域之一,具有环保、安全等优势。
芽孢杆菌的孢子可以在土壤中保持长期稳定性,且没有抗药性和毒性,被广泛应用于草坪、果园、菜地等环境中。
另外,芽孢杆菌也被广泛用于减轻环境污染、治理土壤污染和水体污染。
四、芽孢杆菌在医学和食品工业中的应用芽孢杆菌在医学和食品工业上的应用也很广泛。
细菌素和胰岛素等重要生物制品已经被生产出来。
医学上,芽孢杆菌主要应用于消化系统、泌尿系统等疾病的治疗,尤其在老年人消化系统的疾病(如慢性胃炎、胃溃疡等)等领域具有非常突出的应用前景,可以有效地改善患者的生活质量。
芽孢的结构及其耐热机制
芽孢是一种耐热微生物,其外壳可以提供对高温环境的保护。
芽
孢的结构有两个明显的特点:它们呈球形,外壳由一层细胞壁和两层
其他成分组成。
这种结构可以有效地保护芽孢免受极端温度的影响。
芽孢具有一种特殊的耐热机制,可以通过不同的机械和化学方式
来维持其内部稳定。
首先,芽孢的外壳可以形成一种结构,可以防止
外界的热量流入内部空间。
其次,细胞壁的特殊组成也可以减少内部
热量的损失。
此外,芽孢还可以利用矿物质和水类物质在体内形成热
交换,使体内温度保持较低。
此外,芽孢还可以通过调节蛋白质结构来适应温度变化,通过不
断地重塑结构来维持细胞功能。
芽孢可以灵活运用其生物分子在温度
变化中调节其结构,从而保护细胞在高温条件下的功能性。
此外,芽孢还具有一种特殊的耐热机制,即芽孢内部的活性酶可
以调节细胞的温度,保护其内部稳定。
如果芽孢遇到温度过高,活性
酶会加快其分解速度,从而将多余的热量释放出去,使细胞稳定。
另外,芽孢还可以通过内部的湿性热交换来维持其体内温度的稳定。
总之,芽孢的耐热机制可以分为机械机制、化学机制和生物机制。
芽孢运用其外壳结构有效避免外界的热量流入,利用特殊的细胞壁组
成降低内部热量的损失,运用矿物质和水类物质形成热交换,运用调
节蛋白质结构的方式适应温度变化,运用活性酶调控细胞的温度,以
及运用内部湿性热交换机制,都能使芽孢保持稳定,在极端温度环境
下依然能够存活。
芽孢的工作原理芽孢是一种微生物形态,是一些细菌在环境不适宜生存时形成的休眠结构。
在适宜的条件下,芽孢可以再次萌发并发育为活跃的细胞。
芽孢的工作原理可以分为以下几个步骤:1. 形成芽孢:当环境条件恶化时,细菌会进入受胁迫状态。
在这个状态下,细菌会产生一系列生物化学变化,例如表达一些胁迫响应基因。
这些基因编码了一些相关蛋白质,如小分子信号传导蛋白、转录因子等。
这些蛋白质能够重新调节细菌的代谢途径,将其从生长状态转变为休眠状态。
细菌通过调整细胞内物质的合成和代谢来形成芽孢。
芽孢是一个多层的壳结构,能有效保护细菌免受极端条件的伤害。
2. 防御机制:芽孢的多层壳结构能够提供一定的物理保护,防止芽孢在恶劣环境下受到伤害。
同时,芽孢内部还富含多种化学物质,如蛋白质、DNA、RNA 等。
这些物质可以在极端环境下保持稳定,减少细胞内结构的损伤。
此外,芽孢内还含有丰富的钙离子,可以稳定细胞膜并促进芽孢的形成。
3. 芽孢的保护性休眠:芽孢进入休眠状态后,细胞代谢活动大大减缓,细胞内的大部分生化反应暂停。
这使得芽孢能够在极端条件下存活数十年甚至更长时间。
芽孢内还有一些低氧酶和抗氧化剂,可以缓解细胞受到氧化应激的损伤。
4. 芽孢的再萌发:当环境条件再次变得适宜时,芽孢会开始再次萌发。
这个过程涉及多个复杂的调控机制,如萌发基因的表达和酶的活性增强等。
萌发基因编码的蛋白质可以识别外界信号,并启动芽孢的再生长。
一旦外界条件适宜,芽孢会释放出细胞壁降解酶,分解外层的壳结构,然后通过胞吐或孢子状菌丝的生长方式迅速恢复到正常生长状态。
总的来说,芽孢是细菌在面临环境压力时形成的休眠结构,通过改变细菌的代谢途径并形成多层的壳结构来保护自身免受极端条件的伤害。
当环境条件再次适宜时,芽孢会再次萌发并发育为活跃的细胞。
这种工作原理使得芽孢能够在恶劣的环境中存活,并且能迅速恢复到正常生长状态,从而帮助微生物在不利环境下存活和繁殖。