微生物学课堂笔记
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食品微生物学笔记一、核结构的不同,1969年魏塔科提出五界系统,即动物界、植物界、原生生物界、真菌界和原核生物界。
二、微生物的生物学活性(P3)(1)代谢活力强微生物体积小,有极大的表面积/体积比值,因而微生物能与环境之间迅速进行物质交换,吸收营养和排泄废物,而且有最大的代谢速率。
从单位重量来看,微生物的代谢强度比高等生物大几千倍到几万倍。
人类对微生物的利用主要体现在它们的生物化学转化能力。
(2)繁殖快微生物繁殖速度快、易培养,是其他生物不能比的。
以二裂法繁殖的细菌具有惊人的繁殖速度。
(3)种类多,分类广目前已经确定的种类为10万种左右,每年正以发现几百至上千个新种的趋势在增加;目前我们所了解的微生物种类,至多也不超过生活在自然界中的微生物总数的10%。
(4)适应性强,易变异由于个体小,结构简单,繁殖快,与外界环境直接接触等原因,微生物很容易变异。
变异具有多样性,最常见的变异形式是基因突变,它可以涉及到任何形状,诸如形态构造、代谢途径、生理类型以及代谢产物的质或量的变异等。
三、世纪中期,以法国的巴斯德和德国的柯赫为代表的科学家才将微生物的研究从形态描述推进到生理学研究阶段。
四、食品微生物学所研究的内容包括:(1)研究与食品有关的微生物的活动规律;(2)研究利用有益微生物为人类制造食品;(3)研究如何控制有害微生物,防止食品发生腐败变质;(4)研究检测食品中微生物的方法,制定食品中微生物指标,从而为判断食品的卫生质量提供科学依据。
五、微生物在食品中的应用有3种方式:即微生物菌体的应用;微生物代谢产物的应用;微生物酶的应用。
六、原核微生物主要包括细菌、放线菌、蓝细菌以及形态结构比较特殊的立克次氏体、支原体、衣原体以及螺旋体等。
七、细菌的基本结构包括细胞壁、细胞质膜、细胞质及细胞核等4部分。
八、细胞壁的功能:(1)细胞壁具有保护细胞及维持细胞外形的功能;(2)细菌细胞壁的化学组成也与细菌的抗原性、致病性以及对噬菌体的敏感性有关;(3)为鞭毛运动提供可靠的支点;(4)可允许水及一些化学物质通过,并对大分子物质有阻拦作用。
《环境工程微生物学》课程笔记第一章绪论1.1 我们与微生物微生物是一类极小的生物体,包括细菌、真菌、病毒、原生动物等,它们在地球上的存在时间远早于人类。
微生物与人类生活密切相关,它们在人类的健康、食品、医药、环保等方面都扮演着重要的角色。
1.2 微生物的特点微生物具有以下特点:(1)体积小、表面积大:微生物的体积很小,但表面积却很大,这使得它们能够更有效地与外界环境进行物质和信息交换。
(2)繁殖速度快:微生物的繁殖速度非常快,一些细菌在适宜的条件下,每20-30分钟就能繁殖一次。
(3)适应能力强:微生物具有很强的适应能力,可以在各种极端环境中生存,如高温、高压、酸碱度等。
(4)遗传变异:微生物的遗传物质相对简单,容易发生变异,这使得它们能够不断适应环境变化。
1.3 微生物与环境污染治理微生物在环境污染治理中具有重要作用。
例如,在污水处理过程中,微生物可以分解水中的有机污染物,将有害物质转化为无害物质。
此外,微生物还可以用于土壤修复、废气处理等方面,帮助减轻环境污染。
第二章微生物的形态结构、生理生化特征以及与环境的关系2.1 如何观测微生物由于微生物个体微小,一般显微镜无法观察到,因此需要借助电子显微镜等高倍显微镜进行观察。
电子显微镜可以提供高分辨率的图像,使研究者能够清晰地观察到微生物的形态和结构。
2.2 细菌的结构和性质细菌是微生物中最为常见的一类。
细菌的基本结构包括细胞壁、细胞膜、质粒、核糖体和细胞质等。
细菌具有原核生物的特点,没有真核细胞的细胞核和细胞器。
细菌可以通过二分裂进行繁殖,具有较强的适应能力。
2.3 放线菌、古菌及蓝细菌放线菌是一类具有分枝菌丝体的微生物,广泛分布于土壤和水体中。
古菌是一类生活在极端环境中的微生物,具有原核生物的特点。
蓝细菌又称蓝藻,是一类能进行光合作用的微生物,广泛分布于水体和土壤中。
2.4 原生动物及其指示作用原生动物是一类单细胞的真核微生物,生活在水域或湿润环境中。
②化学渗透趋势转运系统;③基团转移。
四、影响细菌生长的环境因素(简答)1、营养物质:水、碳源、氮源、无机盐及生长因子为细菌的代谢及生长繁殖提供必需的原料和充足的能量2、酸碱度(pH):多数病原菌最适pH为7.2--7.6,而结核杆菌最适pH值为6.5--6.8,霍乱弧菌最适pH值为8.4--9.2。
3、温度:病原菌最适温度为37度。
4、气体:O2:根据细菌代谢时对氧气的需要与否分四类:①专性需氧菌:具有完善的呼吸酶系统,需要分子氧作为受氢体以完成需氧呼吸,仅能在有氧环境下生长。
②微需氧菌:在低氧压(5%-6%)生长最好。
③兼性厌氧菌:兼有有氧呼吸和无氧发酵两种功能,在有氧、无氧环境中均能生长,但以有氧时生长较好。
大多数病原菌属于此。
④专性厌氧菌:缺乏完善的呼吸酶系统,只能进行无氧发酵,必须在无氧环境中生长。
CO2:对细菌生长也很重要,大部分细菌在代谢中产生的CO2可满足需要,个别细菌初次分离时需人工供给5-10%CO2。
5、渗透压:五、细菌的生长繁殖1、细菌个体的生长繁殖:繁殖方式----细菌以简单的二分裂方式进行无性繁殖。
繁殖速度----繁殖一代所需时间(代时)约20-30min。
但少数细菌代时较长,如结核分枝杆菌代时为18小时。
2、细菌群体的生长繁殖:迟缓期、对数期、稳定期、衰退期繁殖规律----生长曲线迟缓期:细菌被接种培养基的最初一段时间,主要是适应新环境,同时为分裂繁殖作物质准备,此时细菌体积比较大,含有丰富的酶和中间代谢产物。
对数期:细菌分裂繁殖最快的时期,菌数以几何级数增长,研究细菌的最佳时期。
稳定期:由于营养物质的消耗,代谢产物的堆积,繁殖数与死亡数几乎相等。
活菌数保持稳定。
一些细菌的芽胞、外毒素和抗生素等代谢产物大多在稳定期产生。
衰退期:繁殖变慢,死菌数超过活菌数。
细菌形态发生改变,生理活动趋于停滞。
第三节细菌的新陈代谢和能量转换一、细菌的能量代谢■细菌能量代谢活动中主要涉及ATP形式的化学能。
《环境微生物学》课程笔记第一章:绪论一、微生物的定义与范围1. 微生物的定义:微生物是一类极其微小的生物体,它们个体微小,通常在显微镜下才能观察到。
微生物包括单细胞生物和多细胞生物的微小形态,以及无细胞结构的病毒和类病毒等。
2. 微生物的范围:(1)原核微生物:包括细菌和古生菌,它们没有细胞核和其他膜结构的细胞器。
(2)真核微生物:包括真菌、原生动物、藻类,它们具有细胞核和其他细胞器。
(3)非细胞型微生物:如病毒、类病毒、朊病毒,它们没有细胞结构,必须依赖宿主细胞才能进行繁殖。
二、微生物学的研究内容1. 微生物的形态与结构:(1)细菌的形态:球状、杆状、螺旋状。
(2)细菌的结构:细胞壁、细胞膜、细胞质、核糖体、拟核等。
(3)真核微生物的结构:细胞核、细胞膜、细胞质、线粒体、内质网、高尔基体等。
2. 微生物的生理生化:(1)微生物的营养需求:碳源、氮源、能源、生长因子等。
(2)微生物的代谢途径:糖酵解、三羧酸循环、氧化磷酸化等。
(3)微生物的代谢调节:酶的诱导与阻遏、反馈抑制等。
3. 微生物的遗传与变异:(1)遗传物质:DNA、RNA。
(2)遗传重组:转化、转导、接合等。
(3)基因突变:点突变、插入突变、缺失突变等。
4. 微生物的生态与分布:(1)微生物在自然界的分布:土壤、水体、空气、极端环境等。
(2)微生物与环境的相互作用:碳循环、氮循环、硫循环等。
5. 微生物的应用:(1)微生物发酵:酿酒、制酱、抗生素生产等。
(2)微生物生物技术:基因工程、蛋白质工程、酶工程等。
(3)微生物环境保护:生物降解、生物修复、废水处理等。
三、微生物学的发展简史1. 微生物学的启蒙时期(17世纪- 19世纪中期):(1)列文虎克(Antonie van Leeuwenhoek):首次观察到微生物。
(2)拉扎罗·斯帕兰扎尼(Lazzaro Spallanzani):证明了微生物不是自然发生的。
2. 微生物学的奠基时期(19世纪中期- 20世纪初):(1)路易·巴斯德(Louis Pasteur):证明微生物是引起发酵和疾病的原因,发明巴氏消毒法。
医学微生物学总结得跟教材一样的哦真的省了不少力气1.微生物: 存在于自然界的一大群体形微小、结构简单、肉眼直接看不见, 必须借助光学显微镜或电子显微镜放大数百倍、3.病原微生物: 少数具有致病性, 能引起人类、植物病害的微生物。
机会致病性微生物: 在正常情况下不致病, 只有在特定情况下导致疾病的微生物。
4, 郭霍法则:①特殊的病原菌应在同一种疾病中查见, 在健康人中不存在;②该特殊病原菌能被分离培养得纯种;③该纯培养物接种至易感动物, 能产生同样病症;④自人工感染的实验动物体内能重新分离得到该病原菌纯培养。
5.免疫学: ㈠主动免疫;㈡被动免疫。
第一篇细菌学第一章细菌的形态与结构第一节细菌的大小与形态1.观察细菌常采用光学显微镜, 一般以微米为单位。
2.按细菌外形可分为:①球菌(双球菌、链球菌、葡萄球菌、四联球菌、八叠球菌)②杆菌(链杆菌、棒状杆菌、球杆菌、分枝杆菌、双歧杆菌)③螺形菌(弧菌、螺菌、螺杆菌)第二节细菌的结构1.基本结构: 细胞壁、细胞膜、细胞质、核质特殊结构: 荚膜、鞭毛、菌毛、芽胞2.革兰阳性菌(G+): 显紫色;革兰阴性菌(G-): 显红色。
3.细胞壁结构革兰阳性菌G+革兰阴性菌G-肽聚糖组成由聚糖骨架、四肽侧链、五肽交联桥构成坚韧三维立体结构由聚糖骨架、四肽侧链构成疏松二维平面网络结构肽聚糖厚度20~80nm 10~15nm肽聚糖层数可达50层仅1~2层肽聚糖含量占胞壁干重50~80% 仅占胞壁干重5~20%磷壁酸有无外膜无有4.G-菌的外膜{脂蛋白、脂多糖(LPS)→【脂质A, 核心多糖, 特异多糖】、脂质双层、}脂多糖(LPS): 即G-菌的内毒素。
LPS是G-菌的重要致病物质, 使白细胞增多, 直至休克死亡;另一方面, LPS也可增强机体非特异性抵抗力, 并有抗肿瘤等有益作用。
①脂质A: 内毒素的毒性和生物学活性的主要成分, 无种属特异性, 不同细菌的脂质A骨架基本一致, 故不同细菌产生的内毒素的毒性作用均相似。
微生物学笔记第一章原核生物的形态和构造第一节细菌定义:细菌是一类细胞极短,结构简单,胞壁坚韧,以二分列方式繁殖和水生性较强的原核生物。
一形态和染色1形状:球状,杆状,螺旋状,形态和染色1)球状:单球,双球,四联,八叠链状葡萄状球菌2)螺菌:弧菌螺菌螺旋体:环六个以上3)杆菌:短杆,棒状,梭状,分枝,螺杆状,竹节状,弯月4)不规则形态菌2细菌染色:单染色:美蓝,复红,孔雀绿复染色:革兰氏染色蓝紫色阳性粉红色阴性二构造(一)细胞壁:细胞最外层厚实,坚韧的外壁,主要成分是肽聚糖功能:1.固定细胞外形2保护细胞不受外力损伤3细胞的生长,分裂,鞭毛运动所必需。
4阻拦大分子有害物质进入细胞G+细胞壁厚度大,化学组分简单。
肽聚糖真细菌细胞壁所特有,肽聚糖分子由双糖单位(N-乙酰葡萄糖胺,N-乙酰胞壁酸通过β-1,4-糖苷键相联)、四肽尾由四个氨基酸分子按L,D型交替连接肽桥组成由五肽组成变化最多磷壁酸:G+细胞壁上一种酸性多糖,主要成分:甘油磷酸和核糖磷酸可分为两类:1.与肽聚糖结合的壁磷壁酸2.跨越肽聚糖层并与膜相连的膜磷壁酸生理功能:1.吸附钙镁离子影响酶活性2增强某些致病菌对宿主粘连,避免被白细胞所吞噬,抗补体.3G+菌的表面抗原4嗜菌体的特异性受体5条街细胞内姿容苏的活力,防止细胞自溶死亡;可以出现质壁分离现象若用抗生素处理(如青霉素)可以使其失去细胞壁,形成原生质体,球质体或单质球自然突变中产生的无细胞壁的一类细菌,对渗透压极敏感2)G-菌以E.Coli为代表肽聚糖深埋在外膜脂多糖LPS之内(1)四肽尾的第三个氨基酸L-Lys被内消旋二氨基丁酸(m-DAP)所取代.(2)前后两间体的连接只是通过假四肽尾的第四个氨基酸D-Ala的羧基与第三个氨基酸的m-DAP的氨基相连。
(二)外膜:G-特有1脂多糖由磷脂,核心多糖,O-特异性侧链3部分组成作用:1类脂A时G-病原菌治病物质内毒素的基础2控制细胞的透性,提高Mg2+的浓度3决定细胞抗原性的多样性4噬菌体的吸附位点2外膜蛋白在G-细胞中,其外膜与细胞膜间的狭窄胶质空间成为周质空间3)古细菌:假肽聚糖4)缺壁细菌:1L型细菌在实验室或通过宿主内自发突变而形成的遗传稳定性的细胞壁缺损植株。
微生物学学习笔记一、原核微生物1、特征:无核膜包裹的双链环状DNA(一些结合类组蛋白H-NS、HU、Fis、IHF等);缺乏单位膜分割包围的细胞器;核糖体为70S型。
2、分类:细菌(真细菌)、古生菌3、构造(1)、细胞壁1)、革兰氏阳性菌:90%肽聚糖(25~40层)和10%磷壁酸,一般无脂质和蛋白质。
肽聚糖(黏肽、胞壁质、黏质复合物),真细菌细胞壁特有。
单体组成:双糖单位(β-1,4-糖苷键)、四肽尾(L型与D型交替、第三肽必须有两个氨基以形成肽桥)、肽桥磷壁酸主要成分为甘油磷酸或核糖醇磷酸。
分类:壁磷壁酸、膜磷壁酸(跨越肽聚糖层并与细胞膜交联)。
功能:提高细胞周围Mg2+浓度;贮藏磷元素;增强致病菌对宿主粘连;特异表面抗原;噬菌体特异吸附受体;调节自溶素活力。
2)、革兰氏阴性菌:肽聚糖少(1~2层),机械强度弱。
四肽尾第三个氨基为特有的内消旋二氨基庚二酸。
没有肽桥,单体间靠第四个氨基酸的羧基和第三个氨基酸氨基相连。
外膜(磷脂、脂蛋白和脂多糖:决定表面抗原决定簇的多样性;吸附Mg2+、Ca2+;内毒素的物质基础;控制物质进出细胞;噬菌体的吸附受体磷脂和脂蛋白。
)外膜蛋白、周质空间/壁膜间隙(周质蛋白:水解蛋白、结合蛋白、受体蛋白、合成酶类)项目革兰氏阳性菌革兰氏阴性菌细胞壁厚度层次肽聚糖厚度磷壁酸外膜(LPS)孔蛋白脂蛋白周质空间溶质通透性厚(20-80nm)1厚有无无无无或窄强薄(8-11nm)2薄无有有有有弱肽聚糖四肽尾中Lys四肽尾中m-DAPGly五肽等短桥有无有无有无细胞细胞硬度产芽孢鞭毛基体硬有的产2个环较软不产4个环对理化因子抗性对机械力青霉素、磺胺链霉素、氯霉素、四环素阴离子去污剂碱性染料溶菌酶处理后抗性强敏感较抗敏感敏感形成原生质体抗性弱较抗敏感较抗较抗形成球状体其他产毒素以外毒素为主以内毒素为主3)、抗酸细菌:特有分歧菌酸,化学组成为支链羟基脂质。
4)、缺壁细菌:L型细菌:自发突变形成遗传性稳定的细胞壁缺陷。
医学微生物学笔记医学微生物学第一章绪论第一节微生物与病原微生物微生物:一大类个体微小、结构简单的生物类群,必须借助显微镜才能看见。
(包括:细菌、真菌、病毒)分布:广泛微生物在自然界生物中的地位:六界系统:病毒界、真菌界、原核生物界、原生生物界、植物界、动物界三大类微生物:1、非细胞型微生物(病毒)2、原核细胞型微生物(细菌、支原体、衣原体、立克次体、螺旋体、放线菌)3、真核细胞型微生物(真菌)微生物与人类的关系:有益、有害正常菌群:人体表以及与体外相通的腔道中正常寄居的一定种类和数量的细菌,正常情况下对人体无害。
条件致病菌:某些正常菌群的细菌在机体抵抗力低下时导致疾病,因此称为条件致病菌。
病原微生物:能引起人类和动植物发生疾病的微生物。
第二节医学微生物学医学微生物学:研究病原微生物的形态、结构、生命活动规律以及与机体相互关系的学科。
(基本原理、细菌学、病毒学、真菌学)医学微生物学发展简史:显微镜、Pasteur、Koch、牛痘苗、烟草花叶病毒、青霉素;发现新的病原微生物、微生物全基因组、新型疫苗、微生物学诊断技术、新的抗感染药物医学微生物学的学习目的:?思考题:三大类型的微生物第一篇微生物学的基本原理第二章微生物的生物学性状第一节细菌细菌:是一类单细胞原核细胞型微生物,以二分裂法繁殖。
狭义细菌:广义细菌:细菌、支原体、衣原体、螺旋体、立克次体、放线菌一、细菌的大小与形态大小:以微米为计量单位三种基本形态:球菌、杆菌、螺形菌细菌的不规则形态:生长条件适宜时出现典型形态,幼龄、衰老、生长环境不适、药物作用时,出现不规则形态(其应用意义)二、细菌的基本结构(一)细胞壁、细胞膜、细胞质、核质细胞壁:细胞膜外的一层坚韧有弹性的结构,对细菌具有保护作用。
1、肽聚糖:细胞壁的主要成分、为原核生物细胞所特有。
肽聚糖结构:聚糖骨架、四肽侧链(和五肽交联桥)图2-3、2-4 溶菌酶、青霉素的作用位点:2、革兰阳性菌细胞壁的特殊组分:肽聚糖的特点:多、五肽交联桥磷壁酸:结构、功能表面蛋白:SPA、M蛋白等(与致病性抗原性有关)3、革兰阴性菌细胞壁的特殊组分肽聚糖的特点:外膜:脂蛋白、脂质双层、脂多糖三层结构脂多糖结构:脂类A-核心多糖-特异性多糖(寡糖重复单位)4、L型细菌:细胞壁缺陷的细菌。
《食品微生物学》课程笔记第一章绪论一、微生物的定义与特点1. 微生物的概念微生物是一类存在于自然界中的微小生物体,它们个体微小,通常需要借助显微镜才能观察到。
微生物包括细菌、真菌、病毒、放线菌、立克次氏体、支原体、衣原体、螺旋体等多种类型,它们在生物界的分类中占有重要地位。
2. 微生物的特点(1)体积小:微生物的个体大小一般在0.2-10微米之间,有的甚至更小,如某些病毒直径仅为20-300纳米。
(2)种类繁多:目前已发现的微生物种类超过10万种,且新的种类仍在不断被发现。
微生物的多样性是生物界的一个重要特征。
(3)繁殖速度快:微生物具有极高的繁殖速度,例如细菌在适宜条件下每20-30分钟就能繁殖一次。
(4)适应能力强:微生物能在极端环境中生存,如高温、低温、高盐、低氧、酸性、碱性等条件。
(5)变异性强:微生物容易发生基因突变,这种变异性是微生物进化和适应环境的基础。
(6)分布广泛:微生物几乎无处不在,它们存在于土壤、水体、空气、人体内外以及各种生物体上。
二、微生物学发展史与展望1. 微生物学发展史(1)初创阶段(17世纪-19世纪):1676年,列文虎克首次观察到微生物;1864年,巴斯德通过鹅颈瓶实验证明微生物不是自然发生的,而是由已存在的微生物繁殖而来。
(2)奠基阶段(19世纪末-20世纪初):科赫提出了细菌学的基本原则,埃弗里等人发现了抗生素,并建立了微生物培养和分离的技术。
(3)发展阶段(20世纪中叶至今):分子生物学技术的应用使微生物学进入了一个新的时代,遗传工程、基因组学等领域的进展为微生物学的研究提供了强大的工具。
2. 微生物学展望(1)微生物资源的开发与利用:继续探索未知的微生物资源,特别是在极端环境中发现的微生物,它们可能具有独特的生理功能和代谢途径。
(2)微生物功能基因组学:通过基因组测序和功能分析,深入研究微生物的生理特性、代谢途径和调控机制。
(3)微生物与环境:研究微生物在生态系统中的作用,特别是在全球气候变化和环境污染治理中的应用。
微生物的发现和微生物学的建立与发展∙巴斯德的工作:∙发现并证实发酵是由微生物引起的∙彻底否定了“自然发生”学说∙免疫学——预防接种∙其他贡献:巴斯德消毒法等∙柯赫的工作(1)微生物学基本操作技术方面的贡献∙细菌纯培养方法的建立∙配制培养基∙流动蒸汽灭菌∙染色观察和显微摄影(2)对病原细菌的研究作出了突出的贡献:∙具体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∙证明某种微生物是否为某种疾病病原体的基本原则——柯赫原则柯赫原则:1 在每一病例中都出现这种微生物;2 要从寄主分离出这样的微生物并在培养基中培养出来;3用这种微生物的纯培养接种健康而敏感的寄主,同样的疾病会重复发生;4 从试验发病的寄主中能再度分离培养出这种微生物来。
微生物的类群及特点:个体小、结构简、胃口大、食谱广、繁殖快、易培养、数量大、分布广、种类多、级界宽、变异易、抗性强、休眠长、起源早、发现晚。
个体小、∙杆菌的平均长度:2 微米;∙1500个杆菌首尾相连= 一粒芝麻的长度;∙10-100亿个细菌加起来重量 =1毫克∙面积/体积比:人 = 1,大肠杆菌 = 30万;这样大的比表面积特别有利于它们和周围环境进行物质、能量、信息的交换。
微生物的其它很多属性都和这一特点密切相关。
结构简、无细胞结构(病毒);单细胞;简单多细胞;胃口大、消耗自身重量2000倍食物的时间:大肠杆菌:1小时;人:500年(按400斤/年计算)食谱广、微生物获取营养的方式多种多样,其食谱之广是动植物完全无法相比的!纤维素、木质素、几丁质、角蛋白、石油、甲醇、甲烷、天然气、塑料、酚类、氰化物、各种有机物均可被微生物作为粮食。
繁殖快、一头500 kg的食用公牛,24小时生产 0.5 kg蛋白质,而同样重量的酵母菌,以质量较次的糖液(如糖蜜)和氨水为原料,24小时可以生产 50000 kg优质蛋白质。
易培养、很多细菌都可以非常方便地进行人工培养!在自然界中(土壤、水体、空气,动植物体内和体表)都生存有大量的微生物!分析表明,微生物占地球生物总量的60%!分布广、人迹可到之处,微生物的分布必然很多,而人迹不到的地方,也有大量的微生物存在!数十公里的高空(最高为离地85公里,须用火箭采样);几千米的地下;强酸、强碱、高热的极端环境;常年封冻的冰川;种类多、微生物的生理代谢类型多;代谢产物种类多;微生物的种数“多”;虽然目前已定种的微生物只有大约10万种,远较动植物为少,但一般认为目前为人类所发现的微生物还不到自然界中微生物总数的1%。
级界宽、变异易、抗性强、抗热:有的细菌能在265个大气压,250 ℃的条件下生长;自然界中细菌生长的最高温度可以达到121 ℃;有些细菌的芽孢,需加热煮沸8小时才被杀死;抗寒:有些微生物可以在―12℃~ ―30℃的低温生长;抗酸碱:细菌能耐受并生长的pH范围:pH 0.5 ~ 13;耐渗透压:蜜饯、腌制品,饱和盐水(NaCl, 32%)中都有微生物生长;抗压力:有些细菌可在1400个大气压下生长;休眠长、世界上最古老的活细菌(芽孢):2.5亿年起源早、38亿年前,生命在海洋中出现,陆地上就可能存在微生物发现晚、300多年前人们才真正发现微生物的存在二、纯培养和显微技术无菌技术∙用于分离、培养微生物的器具事先不含任何微生物;∙在转接、培养微生物时防止其它微生物的污染,其自身也不污染环境;稀释倒平板法:操作较麻烦,对好氧菌、热敏感菌效果不好!涂布平板法:使用较多的常规方法,但有时涂布不均匀!选择培养分离:1、抑制大多数其它微生物的生长;2、使待分离的微生物生长更快;使待分离的微生物在群落中的数量上升,方便用稀释法对其进行纯化。
3、使待分离的微生物生长“突出”;直接挑取待分离的微生物的菌落获得纯培养三、微生物类群与形态古生菌在进化谱系上与真细菌及真核生物相互并列,且与后者关系更近,而其细胞构造却与真细菌较为接近,同属于原核生物。
球菌细胞个体呈球形或椭圆形,不同种的球菌在细胞分裂时会形成不同的空间排列方式,常被作为分类依据。
杆状细菌的排列方式常因生长阶段和培养条件而发生变化,一般不作为分类依据。
弧菌:菌体只有一个弯曲,其程度不足一圈,形似“C”字或逗号,鞭毛偏端生。
螺旋菌:菌体回转如螺旋,螺旋数目和螺距大小因种而异。
鞭毛二端生。
细胞壁坚韧,菌体较硬。
螺旋体菌:菌体柔软,用于运动的类似鞭毛的轴丝位于细胞外鞘内。
柄杆菌:细胞上有柄(stalk)、菌丝(hyphae)、附器(appendages)等细胞质伸出物,细胞呈杆状或梭状,并有特征性的细柄。
一般生活在淡水中固形物的表面,其异常形态使得菌体的表面积与体积之比增加,能有效地吸收有限的营养物;德国科学家H. N. Schulz等1999年在纳米比亚海岸的海底沉积物中发现的一种硫磺细菌(sulfur bacterium),其大小可达0.75 mm,Thiomargarita namibiensis,---------“纳米比亚硫磺珍珠”。
其体积比E . fishelsoni还大100倍。
该菌细胞内约98%的空间都被一个胞液内富含硝酸盐的液泡所占据,而厚度在0.5-2.0 mm、充满硫粒的细胞质层则环绕在液泡的周围。
该细胞质层非常薄,其厚度类同于大多数细菌,足以保证适当的扩散速率。
液泡中的硝酸盐则被用作硫氧化的电子受体,以产生能量。
一种真核微生物Nanochlorumeukaryotum,直径仅有1 ~ 2 mm,但它却是真正的真核生物,拥有一个核,一个叶绿体和一个线粒体。
证实(研究)细胞壁存在的方法:(1)细菌超薄切片的电镜直接观察;(2)适当的质、壁染色,可以在光学显微镜下看到细胞壁;(3)机械法破裂细胞后,分离得到纯的细胞壁;(4)制备原生质体,观察细胞形态的变化;脂多糖的主要功能:1)LPS结构的多变,决定了革兰氏阴性细菌细胞表面抗原决定簇的多样性;根据LPS抗原性的测定,沙门氏菌属(Salmonella)的抗原型多达2107种。
这种O-特异侧链种类的变化,一方面可使细菌躲避宿主免疫系统攻击,保持感染成功。
另一方面,也使我们可以用灵敏的血清学方法对病原菌进行鉴定,在传染病的诊断中有其重要意义。
2)LPS负电荷较强,与磷壁酸相似,也有吸附Mg2+、Ca2+等阳离子以提高其在细胞表面浓度的作用,对细胞膜结构起稳定作用。
3)类脂A是革兰氏阴性细菌致病物质——内毒素的物质基础;4)具有控制某些物质进出细胞的部分选择性屏障功能;5)许多噬菌体在细胞表面的吸附受体;周质空间是进出细胞的物质的重要中转站和反应场所。
在周质空间中,存在着多种周质蛋白(periplasmic proteins),包括水解酶类、合成酶类、结合蛋白和受体蛋白特殊细胞壁的细菌:某些分枝杆菌和诺卡氏菌的细胞壁主要由一类被称为霉菌酸(Mycolic acid)的枝链羟基脂质组成,后者被认为与这些细菌感染能力有关。
由磷脂分子形成的双分子膜中加入甾醇类物质可以提高膜的稳定性:真核生物细胞膜中一般含有胆固醇等甾醇,含量为5%-25%。
原核生物与真核生物的最大区别就是其细胞膜中一般不含胆固醇,而是含有hopanoid(藿烷类化合物)。
单由磷脂分子形成的膜是不稳定的,但如果在其中加入甾醇类物质就可以提高膜的稳定性(已有实验室证据),而真核生物细胞膜中就含有胆固醇,其含量在5%-25%。
而原核生物与真核生物的最大区别就是其细胞膜中一般不含胆固醇等甾醇,而是含有hopanoid类甾醇,其作用被认为也是稳定细胞膜的结构。
而这种含有hopanoid类甾醇被认为与地球上化石燃料的形成有很大关联。
化石燃料之所以形成,是由于有机物沉积到底下深处后被微生物所作用而氧化成二氧化碳,然后在高温和厌氧的条件下,形成石油和煤炭。
据认为,地下沉积物中碳的总量为1016吨。
现在已有越来越多的证据表明,这些沉积到地下形成化石燃料的有机物有90%以上都是来自细菌。
其实验证据是90%的石油等的前体物质是kerogen(油原,或称油母岩质),而研究表明,从kerogen主要是由细菌特有的hopanoid类甾醇所组成。
显然是微生物活动分解动植物的遗体后的结果。
目前估计,在地下沉积物中细菌特有的hopanoid类甾醇的含量高达1011-12吨,与目前地球上存在的活的生物(living organisms)体内含有的有机碳的含量相当(也是1011-12吨)。
因此,hopanoid被认为是地球上含量最丰富的有机分子。
硫粒:很多化能自养菌在进行产能代谢或生物合成时,常涉及对还原性的硫化物如H2S,硫代硫酸盐等的氧化。
在环境中还原性硫素丰富时,常在细胞内以折光性很强的硫粒的形式积累硫元素。
当环境中环境中还原性硫缺乏时,可被细菌重新利用。
不同种类细菌的膜在其结构和功能方面存在很大差异。
这种差异非常巨大且具有特征性,因此膜化学可被用于对细菌进行鉴定。
微生物储藏物的特点及生理功能:∙不同微生物其储藏性内含物不同。
例如厌气性梭状芽孢杆菌只含PHB,大肠杆菌只储藏糖原,但有些光合细菌二者兼有。
∙微生物合理利用营养物质的一种调节方式。
当环境中缺乏能源而碳源丰富时,细胞内就储藏较多的碳源类内含物,甚至达到细胞干重的50%,如果把这样的细胞移入有氮的培养基时,这些储藏物将被作为碳源和能源而用于合成反应。
∙储藏物以多聚体的形式存在,有利于维持细胞内环境的平衡,避免不适合的pH,渗透压等的危害。
例如羟基丁酸分子呈酸性,而当其聚合成聚-β-羟丁酸( PHB)就成为中性脂肪酸了,这样便能维持细胞内中性环境,避免菌体内酸性增高。
∙储藏物在细菌细胞中大量积累,是重要的自然资源。
气泡的膜只含蛋白质而无磷脂。
二种蛋白质相互交连,形成一个坚硬的结构,可耐受一定的压力。
膜的外表面亲水,而内侧绝对疏水,故气泡只能透气而不能透过水和溶质。
将蓝细菌培养在一个严密地塞紧瓶塞的瓶子里,细菌会在水面漂浮。
但如果用锤子敲击瓶塞,则原来漂浮的细菌就会沉到瓶底。
通过对实验前后细菌的检测表明,突然增加的压力破坏了气泡,从而使微生物失去了浮力。
细菌芽孢的特点:整个生物界中抗逆性最强的生命体,是否能消灭芽孢是衡量各种消毒灭菌手段的最重要的指标。
芽孢是细菌的休眠体,在适宜的条件下可以重新转变成为营养态细胞;产芽孢细菌的保藏多用其芽孢。
芽孢的有无、形态、大小和着生位置是细菌分类和鉴定中的重要指标。
芽孢与营养细胞相比化学组成存在较大差异,容易在光学显微镜下观察。
(相差显微镜直接观察;芽孢染色)细菌糖被的特点:(1)主要成分是多糖、多肽或蛋白质,尤以多糖居多。
经特殊的荚膜染色,特别是负染色(又称背景染色)后可在光学显微镜清楚地观察到它的存在。
(2)产生糖被是微生物的一种遗传特性,其菌落特征及血清学反应是是细菌分类鉴定的指标之一。