微生物总复习

环境微生物考点

第一章 绪 论

微生物学：是研究微生物生命活动规律的科学。根本任务是发掘、利用有益微生物，控制、消灭或改造有害微生物造福人类。

微生物的特点（五大特点）

一、体积小，比表面积大

比表面积：个体的表面积与体积之比。设定：人的比表面积=1 则：大肠杆菌的比表面积=30万。物质、能量、信息交流

二、吸收多，转化快。胃口大、食谱广；环境污染治理、工业微生物、饲料微生物

三、生长旺，繁殖快

四、适应性强，易变异

1、对营养物质的利用上的适应性。

2、对环境条件尤其是恶劣的“极端环境”的适应性。

 -18 ℃生长，耐0～－196℃低温； 110 ~115℃ 生长，最高耐250℃～300℃的高温； 耐盐（饱和盐水）； 耐干燥（产芽孢细菌、真菌孢子）；耐酸碱、耐缺氧、耐毒物、抗辐射。

世界上最古老的活细菌（芽孢）：2.5亿年

五、分布广，种类多

微生物在自然界的分布：无处不在，无孔不入

地球上的微生物： 估计有150万种以上；已发现的微生物：约有10万种；已开发利用；微生物：约1000种

第二节 微生物在生物界的地位

生物分类系统（三原界系统）

根据生物的16SrRNA碱基序列，对生物进行划分真细菌、古细菌、真核生物

微生物学的发展史

一、史前时期（直观应用时期）

十七世纪中叶以前，人们长期处于“生在菌中不知菌”的状态，并任由微生物“摆布作弄”，因此，史前时期又称直观应用时期。

春秋战国时期

微生物分解有机物质,沤粪积肥。

公元6世纪 后魏的贾思勰 《齐民要术》谷物制曲、酿酒、制酱、造醋、腌菜 ；豆科植物与其它作物轮作。

英国最早提出绿肥轮作“诺福克轮作制”1703年还要早1000年。

4000多年前的“龙山文化”时期已有尊等各种酒器

二、初创时期（形态学发展时期） 使用显微镜观察微生物世界的时期。代表人物：列文·虎克 单式显微镜

三、奠基时期（生理学发展时期）（17世纪下半叶——十九世纪中叶）

十九世纪中叶（30~60年代）；19世纪30~40年代: 欧洲马铃薯晚疫病 ；50~60年代 ：酒的变质、蚕病的危害等；有关微生物的两个疑难问题

１、巴斯德与自然发生学说

2、科赫法则 发现了结核病和霍乱的病原菌等 。科赫与疾病的病菌说。主要贡献：提出了著名的科赫法则

此外： 建立了微生物试验技术；首创了细菌染色法；首创了细菌的纯培养——固体培养基；

土豆切面 → 营养明胶 → 营养琼脂（平皿）；染色观察和显微、摄影；流动蒸汽灭菌；

３、贝耶林克 加富培养 根瘤菌、固氮菌、硫酸还原菌等。

４、维诺格拉斯基 土壤微生物研究的生态学观点和原位研究路线。提出化能自养的概念，证明硝化作用的本质。

四、成熟发展时期 始于二十世纪五十年代

特点：一是，微生物的生命活动规律的研究深入到分子水平 ；

二是，人类能更加主动、自觉地利用微生物为人类服务。

随着电子显微镜出现，DNA的发现，以及 微生物学、生物化学、遗传学结合产生的分子生物学，为生物学的发展作出了巨大的贡献。

蛋白质和核酸是组成生物体的主要物质；

酵母无细胞培养液 —糖酵解途径（1987）；

生物体的主要的能源物质是ATP；

肺炎双球菌的转化实验 —DNA是生物遗传的物质基础（1928）；

通过16S rDNA序列分析发现古细菌后，提出生物三原界学说 （20世纪70年代） 。

21世纪是生物学的世纪，其突出特点之一是更加充分地挖掘和利用生物资源来解决世界面临的危机。一是，随着分子生物学进展向微观方向发展具有特殊经济价值基因的引入，如固氮基因、抗虫基因（δ-内毒素）、多质粒超级菌等二是，向宏观生态学方向发展

第二章 病 毒

第一节 病毒的特性

病毒基本特征

（1）没有细胞结构

（2）只含有DNA或RNA

（3）没有能量代谢有关的酶系统

（4）在特定活细胞内寄生

（5）寄主提供原料、能量和生物合成场所

（6）在寄主外具生物大分子特征

病毒粒子基本形状及大小

病毒的结构

病毒粒子： 成熟或结构完整的，具有感染性的病毒个体。壳粒、壳体、核壳体、包膜等部分。

化学组成及功能 组成：病毒的主要化学组成是蛋白质和核酸，有的病毒还含有类脂、多糖（包膜的成分）。

A、病毒蛋白(一种或少数几种蛋白)：是病毒的主要成分 (40%~96%)；病毒蛋白的功能：

A、构成病毒粒子外壳，主要起保护核酸的作用；

B、决定病毒的感染的特异性等。

B、核酸（1~50%）一种病毒只含有一种核酸，RNA或DNA。植物病毒大多数属RNA型，少数DNA型；细菌病毒多数属DNA型，少数属RNA型；而动物病毒有的属DNA型，有的属RNA型；无论是DNA型还是RNA型，都可分为单链和双链、正链和负链等

C、类脂和糖类 包膜部分

D、病毒包含体 寄主细胞内病毒粒子和寄主编码的蛋白质结合的聚集体，内含1至几个病毒粒子。

病毒的生活周期：吸附、侵入、复制、装配与释放

第二节 噬菌体

基本概念 侵染细菌、放线菌、 霉菌等微生物的病毒

形态及结构

蝌蚪形、微球形、线状3种

噬菌体类型及特点

毒性噬菌体：导致寄主细胞裂解崩溃的噬菌体

温和噬菌体：不导致寄主细胞裂解的噬菌体

溶源细胞：含有温和噬菌体的细胞

原噬菌体：溶源细胞中的噬菌体

第三章 原核生物

第一节 细菌的分类与鉴定

1. 细菌分类的基本原则 界门纲目科属种

2. 细菌分类鉴定的依据和方法

分类鉴定依据：形态学、生理生化、免疫学、遗传学、繁琐、复杂

分类鉴定方法：经典方法、数值分类法、分子分类法

A 、经典方法：依据细菌形态、群体形态、生理生化特性进行分类

B 、数值分类法：用数理统计的方法处理细菌的各种特征，求出相似值，根据相似值大小决定细菌在分类学中的关系，并把它们分为各个类群

数值分类法与经典方法的区别：采用更多的分类特征，并且各特征不分主次，同等对待。

C 、分子分类法: 依据：遗传机制和生物大分子的组成

原理：（1）同种细菌DNA中的碱基对的顺序、数量和比例差异不大

2）不同细菌G+C百分比值的变化幅度较大（27%-75%）

3. 基本概念

第二节 真细菌细胞结构与功能

细胞壁功能：1.保护原生质体免受渗透压引起的破裂作用。

2.维持细菌的形态。如溶菌酶处理不同形态的菌体细胞壁后，菌体均呈球状。

3.细胞壁为多孔结构的分子筛，可以阻挡某些 大分子的进入。

4.细胞壁为鞭毛提供支点，使鞭毛运动。革兰氏染色

B、原生质体

（1）细胞质膜（又称质膜、细胞膜）（厚度5-10nm）

a、质膜的组成及结构组成：是由双层磷脂分子和蛋白质组成（5~10nm）。

b、细胞膜的功能

• 选择性地控制细胞内、外的营养物质和代谢产物的运送

• 含有合成细胞壁和形成横膈膜组分的酶，合成细胞壁及外层结构的场所

• 膜上含有进行能量代谢的酶系，在细胞质膜上进行物质代谢和能量代谢，是细胞的产能场所

• 细胞质膜是鞭毛基体的着生部位和鞭毛旋转的供能部位

（2）细胞质和内含物

细胞质（cytoplasm）是细胞质膜包围的除核区外的一切半透明、胶状、颗粒状物质的总称。含水量约80%。

细胞质的主要成分为核糖体、内含颗粒、拟核、各种酶类、中间代谢物、各种营养物等。

 核糖体由核糖核酸（RNA）和核蛋白组成的颗粒状物质。核糖体中核糖核酸约占60%，蛋白质占40%，常以游离状态或多聚核糖状态分布于细胞质中。是蛋白质的合成场所。

细胞质内含物内涵颗粒是一类由不同化学成分累积而成的不溶性沉淀颗粒。当细菌生长到成熟阶段，因营养过剩而形成。主要功能是贮存营养物。

①异染粒 功能是贮藏磷元素和能量，在老龄细菌中，异染粒常被用作碳源和磷源。

可用蓝色的染料（甲苯胺蓝或甲烯蓝）染成紫红色。颗粒大小为0.5～1.0μm，是无机偏磷酸的聚合物，一般在含磷丰富的环境下形成。

②聚β-羟基丁酸(PHB) 为脂溶性物质，不溶于水。很容易被脂溶性染料苏丹黑着染，在光学显微镜下清晰可见。当缺乏营养时，被用作碳源和磷源。

③硫粒 是元素硫的贮藏物。积累在一些硫化菌的体内，当缺乏营养时，氧化体内硫粒为SO42-,从中获得能量。硫粒具有很好的折光性，在光学显微镜下很容易看到。

④肝糖和淀粉粒 均可用碘染色，前者为红褐色，后者为蓝色，二者可作为碳源和能源

⑤气泡 许多光合营养型、无鞭毛的水生细菌中存在的充

满气体的泡囊状内含物，大小为0.2～1.0μm×75nm，外有2nm厚的蛋白质膜包裹

功能：调节细胞比重以使细胞漂浮在最适水层中获取光能、O2和营养物质

（3） 拟核（核区、原核、类核或染色质区）原核生物所特有的、无核膜结构、无固定形态的原始细胞核（没有核膜和核仁）。

u 它由DNA高度折叠组成。例如：大肠杆菌体长为1~2微米，但其DNA长度为1100微米，等于菌体的1000倍，由于高度折叠而只占菌体的很小一部分。

u 拟核携带着细菌的全部遗传信息，其功能就是： 决定着细菌的遗传性状和传递遗传信息。 （4）中间体 是质膜向内延伸的膜结构，它是一种由细胞膜内褶而形成的囊状构造，其内充满着层状或管状的泡囊。推测可能有如下一些功能。

1、相当于真核细胞的线粒体或内质网；

2、 与细胞壁的合成有关；

3、可能与核分裂有关

染色体：是一条高度折叠的环状双链DNA集中的区域。

质粒（附加体）：细菌染色体以外的遗传物质，能独立复制，环状双链DNA小分子。

C、细胞特殊结构

（1）荚 膜是部分细菌向胞外分泌的附着在细胞的表面的胶粘性的物质

荚膜的组分：多糖和多肽 荚膜的主要功能：Ⅰ.使细胞免受干燥的危害Ⅱ.病原菌的荚膜与致病能力有关III．荚膜多糖——信号物质（如根瘤菌）

菌胶团：不同细胞的荚膜连在一起，形成一个内含多个菌体的胶团

(2) 鞭 毛

形态特征：鞭毛是从细胞膜内长出，穿过壁伸出体外，形成细长的丝（直径20-30nm）；

功能：细菌细胞运动的器官；类型：根据鞭毛着生位置和数目来分

(3) 菌毛（菌须）形态特征：附着在细菌表面的短而僵直的丝状附着物（须）。

特点：短、细、硬、多（150-500个）；功能：菌膜、性器

(4) 芽 孢 细胞内形成的抗性极强的休眠体。

形状：是球形或卵形的厚壁结构（含水率40%）

功能：抗逆境强（热、干燥、辐射等）

类型：大小、着生部位

第三节 放线菌（全面掌握）

放线菌细胞结构、化学组成与细菌相似；菌体呈纤细的菌丝，且分枝，又以外生孢子的形式繁殖，这些特征又与霉菌相似。是介于细菌和真菌之间的微生物。

从分类学上，是真细菌的一大类群，G+菌。属厚壁菌门，放线菌纲

放线菌在自然界的的分布与人类的关系

1、放线菌常以孢子或菌丝状态极其广泛地存在于自然界，土壤中最多，其代谢产物使土壤具有特殊的泥腥味。

2、能产生大量的、种类繁多的抗生素。

3、有的放线菌可用于生产维生素、酶制制；此外，在石油脱蜡、烃类分解、污水处理等方面也有应用。

4、少数寄生型放线菌可引起人、动物（如皮肤、脑、肺和脚部感染）、植物（如马铃薯和甜菜的疮痂病）的疾病

放线菌的形态结构

基内菌丝又称营养菌丝，功能是吸收营养，直径 0.2-1.2um长度100－600um，色素可有可无。