01微生物学概述Chapter微生物学的定义与研究对象微生物学的定义微生物学的研究对象包括细菌、真菌、病毒、原生动物和藻类等微生物。
微生物学的历史与发展微生物学的建立微生物学的起源17世纪，列文虎克等人通过显微镜观察到了微生物的存在，为微生物学的建立奠定了基础。
微生物学的发展微生物学的研究意义与价值对人类健康的影响01对生态环境的影响02对工农业生产的影响0302微生物的类群与形态结构Chapter细菌的形态与结构细菌的基本形态细菌的特殊结构细菌细胞壁的结构与组成细菌细胞质中的内含物真核微生物的种类酵母菌的形态与结构霉菌的形态与结构蕈菌的形态与结构真核微生物的形态与结构01020304病毒的大小与形态病毒的增殖方式病毒的结构与化学组成病毒的分类与命名病毒的基本特征其他微生物简介放线菌立克次体支原体衣原体螺旋体03微生物的生理与代谢Chapter微生物的营养类型与培养基营养类型培养基微生物的酶与代谢途径酶的特性高效性、专一性、可调节性代谢途径糖酵解途径、三羧酸循环、磷酸戊糖途径、电子传递链微生物的生长与繁殖生长曲线繁殖方式微生物的遗传与变异遗传物质01变异类型02遗传规律0304微生物的生态与环境Chapter微生物在自然界中的分布与作用分布广泛作用多样共生关系寄生关系竞争关系030201微生物与生物环境的关系微生物在物质循环中的作用碳循环氮循环磷循环硫循环01020304微生物可以分解污水中的有机物和营养物质，净化水质。
污水处理微生物可以加速垃圾中有机物的分解，减少垃圾堆积和污染。
垃圾处理一些微生物可以改善土壤结构，提高土壤肥力和作物产量。
土壤改良利用微生物降解或转化环境中的污染物，如重金属、农药残留等。
生物修复微生物与环境保护05微生物的分类与鉴定Chapter微生物的分类方法与命名规则传统分类法数值分类法分子分类法命名规则微生物的鉴定方法与步骤01020304表型鉴定免疫学鉴定分子生物学鉴定鉴定步骤常见微生物的识别与鉴定实例细菌真菌病毒现代技术在微生物分类鉴定中的应用生物信息学技术利用生物信息学方法对微生物基因序列进行分析和比较，揭示微生物之间的亲缘关系和进化历程。
微生物共占120分713微生物学部分大纲要求：微生物主要类群的细胞形态与结构；微生物的营养；微生物的生长与控制；微生物遗传与变异。
（具体知识点可参考804微生物大纲要求）笔记根据《微生物学》路福平编为主，《微生物学教程》周德庆编为辅进行查漏补缺（标注页码基本为路福平版书籍所对应页码，少数为周德庆版书籍所对页码）第一章绪论P1-11一、微生物的定义及其类群（一）现代定义：一般是指绝大多数凭肉眼看不见或看不清，必须借助显微镜才能看见或看清，以及少数能直接通过肉眼看见的单细胞、多细胞和无细胞结构的微小生物的总称。
（二）类群：1.原核类：细菌（真细菌，古生菌），放线菌，蓝细菌，支原体，立克次氏体，衣原体等（三菌三体）。
2.真核类：真菌（酵母菌，霉菌，蕈菌），原生动物，显微藻类3.非细胞类：病毒，亚病毒（类病毒，拟病毒，朊病毒）（三）微生物的共性(五大共性)P111.体积小,比表面积大（最基本）;2.吸收多,转化快;3.生长旺,繁殖快;4.分布广,种类多（多样性）;5.适应性强,易变异。
三.生物学的研究内容和任务1.内容：微生物的形态构造、生理代谢、遗传变异、生态分布、分类进化等生命活动。
2.任务：（1）发掘、利用、改善和保护有益微生物（发酵微生物）a.利用菌体：scp、生物杀虫剂，保健品，生物制品，指示菌，污水处理b.利用代谢产物：酒，甘油，调味品，抗生素，有机酸，氨基酸，维生素，激素，酶制剂(2)控制、消灭、或改造有害微生物四、五界分类系统、六界分类系统、三域系统1、五界分类系统（Whitaker，1969年）包括：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、原核生物界（包括细菌蓝细菌等）.2、六界分类系统（我国学者，1977年）：在Whitaker五界系统的基础上，在加上一个病毒界，包括：病毒界、原核生物界、真菌界、真核原生生物界、植物界、动物界.3、三域学说（美国C.R.Roese，70年代末）：三个域指细菌域、古生菌域、真核生物域五、微生物发展史上5个时期的特点和代表人物周德庆版P5（1）史前期（8000年前-1676年）特点：a.无显微镜，没有见到微生物个体b.在应用微生物和防止疾病方面积累了丰富的经验（凭经验自发地与微生物打交道）c.实践-实践-实践（思想方法上处于低水平的应用）（2）初创期（1676年-1861年：近200年）-起始于1676列文虎克观察到细菌个体特点：a.人类第一次用显微镜观察到了微生物个体b.停留在形态描述阶段c.微生物学科尚未形成代表人物：列文虎克——微生物学说先驱、发明显微镜（3）奠基期（1861年-1897年）-1861年，巴斯德根据曲径瓶实验，彻底推翻了“生命自生说”特点：a否定“自生说”成功，解决了生命的起源问题b建立了研究微生物的独特方法和技术（显微镜放大到700-1000倍）c.分离出了许多重要病原道d.微生物学的研究进入班理学研究水平e.微生物学科开始形成，进入一系列分支学科研究f思想方法：实践-理论-实践代表人物巴斯德（微生物学奠基人）：1）证实发酵由微生物引起—酒精发酵、醋酸发酵和乳酸发酵等；2）解决了许多实际问题，如腐败病、蚕病、酒酸等——巴氏消毒法；3）免疫学——首次制成狂犬疫苗；4）彻底否定了自生说—鹅颈瓶实验。
第一章绪论1.什么是微生物; 什么是微生物学微生物：指一些个体微小;结构简单;大多单细胞;少数多细胞;有的甚至没有细胞结构;一般肉眼难以看清的低等生物的总称..微生物学：微生物学是研究微生物在一定条件下的的形态结构、生理生化、遗传变异以及微生物的进化、分类、生态等生命活动规律及其应用的一门学科..2、为什么说巴斯德和科赫是微生物学的奠基人巴斯德和科赫有哪些贡献巴斯德： 1彻底否定了自然发生说；2证实发酵由微生物引起；3免疫学---预防接种;4发明巴氏消毒法柯赫：1在微生物学基本操作技术方面的贡献：用固体培养基分离纯化微生物；配制培养基..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3、微生物所包括的类群微生物所包括的类群研究对象：无细胞结构的病毒、亚病毒类病毒、拟病毒、朊病毒；具有原核细胞的真细菌、放线菌、古生菌；具有真核细胞的真菌酵母菌、霉菌、蕈菌、单细胞藻类和原生动物..4、从魏塔克五界系统看微生物的分类地位微生物有什么特点五界系统：1969年魏塔克提出;把所有生物分为原核生物界、原生生物界、真菌界、植物界、动物界..特点：丰富的多样性；独特的生物学特性个体小;繁殖快;分布广5. 微生物的有哪些特征体积小;面积大；吸收多;转化快；适应强;易变异；分布广;种类多；生长旺;繁殖快..6. The size and cell type of microbesMicrobe Approximate range of sizes Cell typeViruses 0.01-0.25µm nanometers ParticlesBacteria 0.1-10µm ProkaryoteFungi 2µm->1m EukaryoteProtozoa 2-1000µm EukaryoteAlgae 1µm-several meters Eukaryote7.微生物研究三方向：大脑;肠道;免疫系统..8.微生物的分类地位五界系统：1969年魏塔克提出;把所有生物分为原核生物界、原生生物界、真菌界、植物界、动物界..六界系统：我国学者把生物分为六界;即病毒界、原核生物界、真核原生生物界、真菌界、植物界、动物界..微生物分别属于病毒界、原核生物界、真核原生生物界、真菌界的四个界..因此;微生物在生物界占有极其重要的地位..9.微生物与人类的关系：有益：利用微生物制作食品、饮料和酒类；利用微生物生产许多种抗生素等药品;参加自然界的物质循环;利用微生物处理污水净化环境;以微生物作为科研材料进行基因工程等..有害：使人类和各种动植物患传染病鼠疫、艾滋病、肺结核、流行性脑炎; 疯牛病; 、鸡、猪的瘟疫等.水果的腐烂病、植物的软腐病; 使食物或皮革制品腐烂霉变..第二章微生物的纯培养和显微技术1.无菌技术：在分离、转接及培养纯培养物时防止其被其它微生物污染的技术称为无菌技术.. 纯培养物和纯培养的概念：微生物学中;将由一个细胞或一种微生物繁殖所得到的后代称为纯培养物..对微生物这种纯种的培养;称为微生物的纯培养接种：在无菌条件下;用接种环把微生物从一个器皿转接到另一个器皿;叫做接种接种方法：烧环—冷却—开管—沾菌和塞管—开另管—涂菌—塞另一管—火焰烧环菌落的概念：由单个微生物在适宜的固体培养基表面或内部生长、繁殖到一定程度后;形成肉眼可见的、有一定形态结构的子细胞生长群体叫菌落..菌落的大小、形状、边缘状况、质地、光泽、颜色及透明度等是微生物分类、鉴定的重要依据..菌株：同种微生物中不同来源的个体的总称..菌株又称品系;表示任何由一个独立分离的单细胞即单个病毒粒子繁殖而成的纯种群体及其后代..因此;一种微生物的每一个不同来源的纯培养物均可称为该菌种的一个菌株..纯培养：从一个细胞或一群相同的细胞经过培养繁殖而得到的后代;称纯培养..菌苔：固体培养基表面众多菌落连成一片;呈片状;这就是菌苔..平板：即培养平板;指盛有固体培养基的平皿纯培养物：只含有一种微生物的培养物叫做纯培养物..混合培养物：含有两种以上微生物的培养物叫做混合培养物..二元培养物:只含有二种微生物的培养物叫做二元培养物..2、什么叫选择培养基举例说明用选择培养基从土壤中分离微生物的方法..选择培养基：在培养基中加入某种化学物质;以抑制非需要菌的生长;促进需要菌的生长;这种培养基叫选择培养基..高氏一号培养基加10%酚数滴;抑制其它菌的生长;分离出放线菌；吗丁氏培养基加链霉素以抑制其它菌生长;分离出真菌..3、什么叫加富培养基举例说明用加富培养基从土壤中分离微生物的方法..加富培养基：一般指在培养基内加入额外的营养物质;使需要的微生物营养更充分;生长的更快;这种培养基叫加富培养基..土悬液—培养基+硫磺—分离出硫杆菌；土悬液—以羟基苯甲酸为唯一碳源的培养基——分离出能降解羟基苯甲酸的微生物..4、菌种保藏原理是什么菌种保藏方法有哪些菌种保藏原理：用人工方法降低微生物的代谢强度;限制微生物的生长和繁殖;使其处于休眠状态..菌种保藏方法：传代培养保藏——隔绝空气低温保藏冷冻保藏——保护剂+菌种——零下196度速冻保存;或-70度冷冻室保存;-20~-30度普通冰箱冷冻室保存..干燥保藏——砂土管保存法和冷冻真空干燥保藏法纸片保藏法、薄脉保藏法、寄主保藏法等5.细菌的染色方法有哪些美蓝染色对活酵母的细胞进行染色时由于细胞的新陈代谢作用和细胞的还原能力细胞内是无色的;死细胞或老细胞代谢变弱表现为蓝色或淡蓝色..6.微生物的分离方法：平板划线分离法Streak plate稀释到平板法Loop Dilution涂布平板法Spread Plate7.决定显微观察效果的两个重要因素：分辨率：指能辨别两点之间最小距离的能力反差：指样品区别于背景的程度8.染色的一般步骤：涂片—干燥—固定—染色—水洗—干燥—镜检油镜固定的目的：一是杀死细菌;二是使菌体粘附于玻片上;三是增加其对染料的亲和力..常用的固定方法有：火焰加热法和化学固定法..9.细菌的传统分类：革兰氏阳性菌：经有机溶剂脱色后;保持初染的紫色；革兰氏阴性菌：有机溶剂可脱去初染颜色..细菌的现代分类：真细菌 eubacteria原界：包括蓝细菌和各种除古细菌以外的其他原核生物；古细菌archaebacteria原界：产甲烷菌、极端嗜盐菌和嗜酸嗜热菌10.赤潮：藻类在近海大量繁殖;可消耗大量氧气;引起大量的海洋生物死亡..第三章微生物细胞的结构与功能1.鞭毛：生长在某些细菌体表的长丝状、波曲形的蛋白质附属物;称为鞭毛..其数目为一至数条;具有运动功能..鞭毛一般长度为15—20um直径为0.01 —0.02um..鞭毛丝由直径 4.5nm 的鞭毛蛋白亚基沿央孔道直径为20nm螺旋状缭绕而成..观察鞭毛的方法:染料沉积使之加粗后用显微镜观察:常用电镜观察判断鞭毛有无的方法:半固体培养基平板培养基菌落外形鞭毛的着生方式：端生、周生、侧生2.菌毛：又称伞毛、纤毛、线毛;是一种长在细菌表面的纤细、中空、短直、数量较多的蛋白质类附属物..功能：作为噬菌体的吸附位点作为附着到哺乳动物细胞或其他物体的工具3.性毛：又称性菌毛或接合性毛;构造和成分与菌毛相同;但比菌毛长.. 数量仅一至少数几根.. 性毛一般见于革兰氏阴性细菌的雄性菌珠中.. 其功能是向雌性菌珠受体菌传递遗传物质..4.原核生物的分类系统：第一类：有细胞壁的革兰氏阴性细菌第二类：有细胞壁的革兰氏阳性细菌第三类：无细胞结构的细菌第四类：古细菌5.细胞壁的化学组成：高等植物 -- 纤维素霉菌 -- 几丁质酵母 -- 甘露聚糖;葡聚糖细菌 -- 肽聚糖N-乙酰葡萄糖胺、N-乙酰胞壁酸、短肽磷壁酸脂多糖6.芽孢是生物界中抗性最强的生命体..一个营养细胞内仅生成一个芽孢;无繁殖功能 ;芽孢在普通条件下可保持几年至几十年的生活力..7.气生菌丝Aerial mycelium：基内菌丝长到一定时期;长出培养基外;伸向空间的菌丝;直径1－1.4um; 长短不一;形状不一;颜色较深..孢子丝Reproductive mycelium：当气生菌丝生长发育到一定阶段;气生菌丝上分化出的可形成孢子的菌丝.. 孢子的形状及在气生菌丝上排列的方式随种而异..8.革兰氏染色：革兰氏阳性菌——紫色初染革兰氏阴性菌——红色95%乙醇脱色;复染9.青霉素抑制革兰氏阳性菌中的β-1;4糖苷键10.真菌的无性生殖孢子有：孢囊孢子、分生孢子孔出孢子、芽生孢子、瓶梗孢子、节分生孢子、厚垣孢子--毛霉、游动孢子--壶菌真菌的有性生殖孢子有：卵孢子--壶菌门、接合孢子--毛霉、子囊孢子--冬虫夏草和羊肚菌、担孢子--黄蘑菇11.丝状真菌的营养方式：腐生、寄生、共生、扑食12.初生菌丝：直接由担孢子萌发而形成;也称同核体;多数担子菌的初生菌丝体具有无限生长的可能..次生菌丝：是经过初生菌丝的两个单核细胞结合而形成;但只质配而不核配..常通过锁状联合的方式增加细胞的个体..三生菌丝：经次生菌丝转化形成;形成各种子实体;包括生殖、骨架、联络菌丝三种类型..13.担孢子：14;放线菌是一类具有丝状与枝细胞的细菌第五章微生物的营养1.营养物质：能够满足微生物机体生长、繁殖和完成各种生理活动所需的物质..营养物质是微生物生存的物质基础;而营养是微生物维持和延续其生命形式的一种生理过程..营养物质分为：碳源;氮源;无机盐;生长因子;水;能源能源主要针对蓝细菌能源：能为微生物的生命活动提供最初能量来源营养物或辐射能生长因子：那些微生物生长所必需而且需要量很小;但微生物自身不能合成的或合成量不足以满足机体生长需要的有机化合物微量元素是指那些在微生物生长过程中起重要作用;而机体对这些元素的需要量极其微小的元素;通常需要量在10-6--10-8mol/L：锌、锰、钠、氯、钼、硒、钴、铜、钨、镍、硼等..2.根据碳源、能源及电子供体性质的不同;可将微生物分为光能无机自养型photolithoautotrphy光能有机异养型photoorganoheterotrphy化能无机自养型chemolithoautotrphy化能有机异养型chemoorganoheterotrphy3.大多数细菌、真菌、原生动物都是化能有机异养型微生物；所有致病微生物均为化能有机异养型微生物；4.基团移位是另一种类型的主动运输;它与主动运输方式的不同之处在于它有一个复杂的运输系统来完成物质的运输;而物质在运输过程中发生化学变化..基团转位又称为磷酸烯醇式丙酮酸--磷酸糖转移酶运输系统PTS;PTS 通常由五种蛋白质组成;包括酶I、酶II包括a、b、c三种亚基和一种低相对分子量的热稳定蛋白质HPr..基团转移主要存在于厌氧型和兼性厌氧型细胞中;主要用于糖的运输;脂肪酸、核苷、碱基等也可以通过这种方式运输..第六章微生物群落的生长微生物的同步生长：使培养基中细菌同时分裂;处于相同的生长阶段叫同步生长..获得同步生长的方法：1诱导法2选择法过滤法、离心法、抑制DNA合成法生长曲线：延滞期、指数期、稳定期、衰亡期第七章微生物代谢1.代谢Metabolism：是细胞内发生的各种化学反应的总称..在体内酶的参与下;转变能量接构成细胞的物质;并排出废弃物..分为：物质代谢;能量代谢..2.分解代谢：细胞将复杂的有机物在分解酶系的作用下降解成小分子物质;ATP和还原力NADPH的过程..3.合成代谢：细胞利用简单小分子;ATP和还原力NADPH在合成酶系催化下合成复杂生物大分子的过程..4.生物氧化的形式：某物质与氧结合、脱氢、失去电子生物氧化的过程：脱氢或电子、递氢或电子、受氢或电子生物氧化的功能：产能ATP、产还原力、产小分子中间代谢物生物氧化的类型：1.发酵2.呼吸有氧呼吸和无氧呼吸5.发酵1. 概念：发酵是指微生物细胞将有机物氧化释放的电子直接交给底物本身未完全氧化的某种中间产物;同时释放能量并产生各种不同的代谢产物..是厌氧条件下微生物细胞内发生的一种氧化氧化还原反应..发酵途径：生物体内葡萄糖被降解成丙酮酸的过程称为糖酵解;主要分为四种途径：EMP途径、HMP途径、ED途径、磷酸解酮酶途径..发酵类型主要有乙醇发酵、乳酸发酵、丙酮丁醇发酵、混合酸发酵等..6.呼吸与发酵的根本区别在于：电子载体不是将电子直接传递给底物降解的中间产物;而是交给电子传递系统;逐步释放出能量后再交给最终电子受体..＊生物氧化必须经历脱氢、递氢和受氢3个阶段;并按其最终氢受体的性质而分为有氧呼吸、无氧呼吸和发酵3种..微生物的代谢调节主要有调节酶合成量的酶诱导、阻遏机制和调节现成酶催化活力的激活和反馈抑制两类..第八章微生物遗传1.遗传inheritance和变异variation是生命的最本质特性之一表型：具有一定遗传型的个体;在特定环境条件下通过生长发育所表现出来的外表特征和内在特征的总和..表型是由遗传型所决定;但也和环境有关遗传型：生物的全部遗传因子所携带的遗传信息2.为什么说微生物是遗传学研究中的明星微生物细胞结构简单;营养体一般为单倍体;方便建立纯系..很多常见微生物都易于人工培养;快速、大量生长繁殖..物种和代谢类型多样对环境因素的作用敏感;易于获得各类突变株;操作性强..3.微生物基因组结构的特点：原核生物细菌、古生菌的基因组1染色体为双链环状的DNA分子单倍体；2基因组上遗传信息具有连续性；基因数基本接近由它的基因组大小所估计的基因数一般不含内含子;遗传信息是连续的而不是中断的..3功能相关的结构基因组成操纵子结构；4结构基因的单拷贝及rRNA基因的多拷贝；5基因组的重复序列少而短；个别细菌鼠伤寒沙门氏菌和犬螺杆菌和古生菌的rRNA和tRNA中也发现有内含子或间插序列真核微生物啤酒酵母的基因组啤酒酵母基因组大小为13.5×106bp;分布在16条染色体中..1典型的真核染色体结构；2没有明显的操纵子结构；3有间隔区即非编码区和内含子序列；4重复序列多；4.质粒plasmid：一种独立于染色体外;能进行自主复制的细胞质遗传因子;主要存在于各种微生物细胞中..窄宿主范围质粒narrow host range plasmid只能在一种特定的宿主细胞中复制广宿主范围质粒broad host range plasmid可以在许多种细菌中复制5.细菌的转导：由噬菌体介导的细菌细胞间进行遗传交换的一种方式;一个细胞的DNA通过病毒载体的感染转移到另一个细胞中..有普遍转导和局限转导两种类型..6.局限转导与普遍转导的主要区别：a局限转导中被转导的基因共价地与噬菌体DNA连接;与噬菌体DNA一起进行复制、包装以及被导入受体细胞中..而普遍性转导包装的可能全部是宿主菌的基因..b局限性转导颗粒携带特定的染色体片段并将固定的个别基因导入受体;故称为局限性转导..而普遍性转导携带的宿主基因具有随机性..7.接合 conjugation：通过细胞与细胞的直接接触而产生的遗传信息的转移和重组过程8.致育因子Fertility factor;F因子：又称F质粒;其大小约100kb;这是最早发现的一种与大肠杆菌的有性生殖现象接合作用有关的质粒..9.遗传转化：是指同源或异源的游离DNA分子质粒和染色体DNA被自然或人工感受态细胞摄取;并得到表达的水平方向的基因转移过程..第九章微生物分类1.学名=属名＋种的加词＋首次定名人＋现名定名人＋定名年份2.双名法指一个物种的学名由前面一个属名和后面一个种名加词两部分组成学名=属名+种名加词+首次定名人+现名定名人+现名定名年份属名和种名斜体、必要；后面正体;可省略..3.三名法当某种微生物是一个亚种或变种时;学名就按三名法拼写.. 学名=属名+种名加词+符号subsp或var+亚种或变种的加词4.生物多样性包括：物种多样性、遗传多样性、生态系统多样性5.微生物在生态系统中的角色：微生物是有机物的主要分解者；微生物是物质循环中的重要成员；微生物是生态系统中的初级生产者；微生物是物质和能量的贮存者；微生物是地球生物演化中的先锋种类6.生物降解biodegradation：是微生物对物质特别是环境污染物的分解作用.. 微生物不能降解重金属;微生物作用于重金属主要是改变金属在环境中的存在状态从而改变它们的毒性..7.土壤是微生物良好的生活场所：1、为微生物提供了良好的Ｃ源、Ｎ源、能源；2、为微生物提供有机物无机盐微量元素3、满足了微生物对水分的要求4、土壤ＰＨ值范围5.5－8.5之间5、温度：季节与昼夜温差不大6、土壤颗粒空隙间充满着空气和水分7、适宜的渗透压8.微生物与生物环境间的关系中立生活、偏利作用、偏害作用、寄生、捕食、竞争、互惠共生。
