第四章 微生物四
微生物学第四章
第四章病毒名词解释:毒粒:病毒的细胞外颗粒形式,也是病毒的感染形式卫星病毒:是寄生于与之无关的辅助病毒的基因产物的病毒。
朊病毒:又称“普利昂”或蛋白侵染子,是一类不含核酸和传染性蛋白质分子,因能引起宿主体内现成的同类蛋白质分子发生与其相似的构象变化,从而使宿主致病。
类病毒:一类只含RNA一种成分,专性寄生在活细胞内德分子病原体。
噬菌斑:噬菌斑在菌苔上形成的“负菌落”。
枯斑:植物病毒在植物叶片上形成的枯斑。
空斑:由动物病毒在宿主单层细胞培养物上形成的。
病毒的感染单位:能够引起宿主或细胞一定特异性反应的病毒最小剂量。
病毒的效价:表示每毫升式样中所含有的具侵染性的噬菌体粒子数,又称噬菌斑形成单位数。
半数效应剂量:以实验单元群体中的半数个体出现某一感染反应的病毒剂量来确定病毒样品的效价。
血凝抑制实验:根据特异性的病毒抗体与病毒表面有血凝活性的蛋白质结合,可抑制病毒血细胞凝集反应的实验。
中和抗体:能抑制相应抗原的生物学活性的特异性抗体。
包膜:有些复杂的病毒,其核衣壳外还被一层蛋白质或糖蛋白的类脂双层膜覆盖着,这些膜就是包膜。
一步生长曲线:定量描述烈性噬菌体生长规律的实验曲线。
增值性感染:这类感染发生在病毒能在其体内完成复制循环的允许细胞内,并以有感染性子代产生为代表。
非增殖性感染:这类感染由于病毒或是细胞的原因,致使病毒的复制在病毒进入敏感细胞后的某一阶段受阻,结果导致病毒感染的不完全循环。
流产感染:是一类普遍发生的非增殖性感染,有①依赖于细胞的流产感染:病毒感染的细胞是病毒在其内不能复制的非允许细胞②依赖于病毒的流产感染:由基因组不完整的缺损病毒引起的。
限制性感染:因细胞的瞬时允许性产生的,其结果或是病毒持续存在于受染细胞内不能复制,直到细胞成为允许细胞,病毒才能繁殖,或是一个细胞群体中仅有少数细胞产生病毒子代。
潜伏感染:是受染细胞内有病毒基因组持续存在,但无感染性病毒颗粒产生,而且受染细胞不会被破坏。
微生物第四章总结
3. 半组合培养基 又称半合成培养基,指一类主要以化学试剂配制,同时还加有某种或某些天然成分的培养基。如:马铃薯蔗糖培养基。
(2)渗透压和水活度
渗透压:是某水溶液中一个可用压力来度量的物化指标,它表示两种不同浓度的溶液间若被一个半透膜隔开时,稀溶液中的水分子会因水势的推动而透过隔膜流向浓溶液,直至两边水分子的进出达到平衡为止。
水活度:即aw,表示在天然或人为环境中,微生物可实际利用的自由水或游离水的含量。其定量涵义为:在同温同压下,某溶液的蒸汽压(P)与纯水蒸汽压(P0)之比。因此水活度也等于该溶液的百分相对湿度值(ERH),各种微生物生长繁殖范围的水活度在0.998-0.60之间。
氮源:凡能提供微生物生长繁殖所需氮元素的营养源。
氮源谱:把微生物作为一个整体观察,它们能利用的氮源范围。其谱详见P84
异养微生物对氮源的利用顺序是:N.C.H.O或N.C.H.O.X优于N.H优于N.O优于N类。
氨基酸自养型生物:一部分微生物是不需要利用氨基酸作为氮源,它们能把尿素,铵盐,硝酸盐甚至氮气等简单氮源自行合成所需要的一切氨基酸。
三,主动运送
主动运送:指一类须提供能量通过细胞膜上特异性载体蛋白构象的变化,而使膜外环境中低浓度的溶质运入膜内的一种运送方式。
四,基因移位
基因移位: 指一类既需特异性载体蛋白的参与,又需耗能的一种物质运送方式,其特点是溶质在运送前后还会发生分子结构变化。基因移位主要用于运送各类糖类,核苷酸,丁酸和腺嘌呤等物质。
微生物学第四章酶的分离纯化
(二)有机溶剂沉淀法
1、作用原理 ①去水膜;②降低介电常数;③破坏氢键。
2、操作注意 低沸点,易燃易爆;低温操作,沉淀析出后要尽
快分离。
(三)等电点沉淀
1、原理
2、实际操作 与其他方法一起使用(盐析、有机溶剂沉淀、复
中空纤维超滤膜组件
借助于一定孔径的半透膜,将不同大小、不同形 状和不同特性的物质颗粒或分子进行分离的技术。
膜分离技术已被国际上公认为20世
纪末至21世纪中期最有发展前途,甚
至会导致一次工业革命的重大生产技
术,所以可以称为前沿技术,是世界
渗出液各国ຫໍສະໝຸດ 究的热点。广泛应用于生物工程、化学、制药、 饮料、电力、冶金、海水淡化、资源 再生等领域。
合沉淀)。 单独使用时,主要是用于从粗酶液中除去某些等
电点相距较大的杂蛋白 。
3、注意 加酸碱调节pH值时,防止局部酸碱过高。
(四)选择性变性沉淀法
选择一定的条件使酶液中存在的某些蛋白质等杂 质变性沉淀,而不影响所需的酶。
1、热变性法:根据目的酶与杂蛋白热稳定性差异, 可以在较高温度下,使杂蛋白变性沉淀,而酶则保持 可溶状态。
(78.3%)
凝胶电泳
(88.9%)
共六步,总收率仅为16%
staehelin等人: 硫酸铵盐析 免疫亲和层析
阳离子交换层析 仅三步,总收率达81.0%
在实践工作中选择方法时:
首先,应对被纯化的酶的理化性质有一个比较全面的 了解;
其次,判断采用的方法和条件是否得当,始终以活力 回收率和纯化倍数为指标;
常用中性盐:(NH4)2SO4
优点:①溶解度大,温度系数小; ②价廉易得; ③可保护酶。
第四章真核微生物
尾柄相连,
不同:肌丝是否相连 尾柄可收缩
累枝虫和盖纤虫:
尾柄无肌丝 基部肌原纤维收缩 不同:纤毛环 尾柄不收缩
4.1.3 原生动物的分类
三、纤毛纲
吸管虫 幼体有纤毛,成虫纤毛消失,长出长短不一的吸管,靠一根柄固着生活。
全动性营养,以原生动物和轮虫为食, 吸管为捕食细胞器。
植物界:显微藻类 Alga 真核 微生物 真菌界 单细胞真菌——酵母菌 Yeast 丝状真菌——霉菌 Mold
大型真菌——伞菌 Agaricus
典型动 物细胞
典型植 物细胞
真核微生物的鞭毛结构
原核微生物的鞭毛结构
4.1 原生动物
原生动物是最原始、最低等、结构最简
单的单细胞动物。
少数种为球形
无色透明,显微镜下可看到流动现象 细胞质可伸缩变动形成伪足
伪足作运动和摄食胞器
没有胞口和胞咽等结构 分根足亚纲(可改变形状)和辅足亚纲(球形)。
主要有变形虫、太阳虫和辐球虫。
全动性营养,也有寄生的;以无性生殖为主。
变形虫喜在—中污带或—中污带的自然水体中生活。
在污水生物处理系统中,则在活性污泥培养中期出现。
4.1.4 原生动物在废水生物处理中的作用
二、 指示生物作用
鞭毛虫喜在多污带和α-中污带生活。活性污泥培养初期或效果差时。 肉足纲变形虫喜在α-中污带和β-中污带生活。活性污泥培养中期。
游泳型纤毛虫多在α-中污带和β-中污带,少数在寡污带。活性污泥培养 中期或效果差时。 固着型纤毛虫,喜在寡污带。它们是污水自净程度高、污水生物处理效果 好的指示生物。
环境微生物学第四章
第四章微生物的生长及其环境为什么微生物生长曲线图中虚线微端没有下降而实线下降了?1.为什么稳定期细胞总数不再增加?①营养物质被消耗不能满足生长需要②代谢废物或有害物质积累到抑制生长水平③pH、氧化还原势等物化条件越来越不适应2.分批培养,就是指将微生物置于一定容积的培养基中,经过培养生长,最后一次收获的培养方式。
3.连续培养,基本上说来就是在一个恒定容积的流动系统中培养微生物,一方面以一定速率不断地加入新的培养基,另一方面又以相同的速率流出培养物(菌体和代谢产物),以使培养系统中的细胞数量和营养状态保持恒定,即处于稳态。
4.同步生长:就是指在培养物中所有微生物细胞都处于同一生长阶段,并都能同时分裂的生长方式。
同步培养法:就是能使培养物中所有微生物细胞都处于相同的生长阶段的培养方法。
同步培养的方法通常分为诱导法和选择法两种。
诱导法:是采用物理、化学因子使微生物细胞生长进行到某个阶段而停下来,使先期到达该阶段的微生物细胞不能进入下一生长阶段,待全部群体细胞都到达该生长阶段后,再除去该因子,使全部群体细胞同时进入下一个生长阶段,以达到诱导微生物细胞同步生长的目的。
选择法PPT截屏5.多重环境因子影响微生物生长的规律1、Liebig 最低浓度定律:即微生物总生物量由环境中满足于微生物生长所需营养物质的最低浓度所决定。
当环境中某种营养物质被消耗饴尽或至一定浓度以下时,可使微生物的生长停止,即使此时培养基中没有任何毒性物质存在,而且其他营养物质仍很丰富,当添加少量这种营养物质时则微生物的生长可以重新开始。
2、Shelford 耐受定律:当环境因子低于或高于某一个微生物不能生存或生长的阈值时,就成为生长限制因子,而与营养物质的供给无关。
上述规律也适用于人工条件下的微生物生长。
6.微生物群体感应作用就是细菌能够通过感应信号分子的水平监测自身的群体密度,该信号分子浓度随着细菌群体数量的增加而增加,直到达到某个阈值,就将群体密度已达到某个临界水平或数量的信息传递给细菌,引起细菌表达一系列密度感应-依赖的基因,控制群体数量的增加。
第四章——真核微生物
酵母细胞膜构造
磷脂
酵母 细胞 膜的 成分
蛋白质: 其中含有可吸收糖和氨基酸的酶等 甘油的单、双、三酯 磷脂酰胆碱(卵磷脂) 类脂 甘油磷脂 磷脂酰乙醇胺 麦角甾醇 甾醇 酵母甾醇 糖类:主要含甘露聚糖(可能是合成细胞壁 的前体)
细胞膜的功能:
用以调节细胞外溶质运送到细胞内的渗透屏障;
细胞壁等大分子成分的生物合成和装配基地;
原生动物
我们的重点是真菌,真菌包括酵母、霉菌和蕈菌。
本部分的主要内容----------真菌
真菌是一类低等真核生物。
特点:
1、细胞质中含有线粒体但没有叶绿体,不进行光合作用
,无根、茎、叶的分化;
2、以产生有性孢子和无性孢子二种形式进行繁殖; 3、营养方式为化能有机营养(异养)、好氧; 4、一般具有发达的菌丝体; 5、陆生性较强;
第二节
酵母菌
酵母菌(yeast)是一群以圆形或椭圆形单细胞的、
以出芽或分裂为主要繁殖方式的真菌。 在真菌分类系统中分布于子囊菌亚门、担子菌亚门和 半知菌亚门。
特点
1、个体一般以单细胞状态存在; 2、多数营出芽繁殖,也有的裂殖; 3、能发酵糖类产能; 4、细胞壁常含有甘露聚糖; 5、喜在含糖量较高、酸度较大的水生环境中生长;
8、液泡 9、膜边体 10、几丁质体 11、氢化酶体
二、真菌的分类系统简介
目前大多数人采用Ainsworth的系统。 安斯沃思(Ainsworth)的分类系统,把真菌界(Kingdom Fungi) 分为粘菌门 (Myxomycota)和真菌门 (Eumycota)2个门,5个亚门, 18个纲和68个目。 真菌门中的五个亚门:
二、酵母菌的细胞结构
一般具有: 细胞壁、细胞膜、细 胞核、液泡、线粒体、 内质网、微体、微丝、 及内含物等,有的菌 体还有出芽痕。
微生物 第四章_微生物的纯培养和显微技术2
二、用固体培养基分离纯培养
3. 平板划线法
接种环沾取少许微生物,在无菌平板扇形、平行等 划线,随划线次数增加而分散开,得到单菌落。
平板划线分离
二、用固体培养基分离纯培养
4. 稀释摇管法
( dilution shake culture method )
厌氧微生物可用此法进行纯培养分离。
操作:盛培养基试管加热融化,冷却至50℃, 待分离 材料用这些试管梯度稀释 ,摇匀,冷凝,石蜡封口
二、用固体培养基分离纯培养
厌氧微生物分离装置:
厌氧罐
厌氧手套箱
第一节 微生物的分离和纯培养
三、用液体培养基分离纯培养
一些细胞大的细菌、许多原生动物和藻类等,
需要用液体培养基分离来获得纯培养。
接种物在液体培养基中顺序稀释,高度稀释,每个
试管中分配不到一个。若稀释后同一梯度的平行试 管中大多数(>95%)没有,那么有微生物的可能 是纯培养,否则可能性下降。
用于接种室等空气灭菌。
一、无菌技术
常用的灭菌器具及应用
压力蒸汽消毒器:湿热消毒,用途广 电热干燥箱:干热消毒(160℃,2小时)。主要用干玻璃器
皿消毒
滤器:过滤除菌,大多数培养用液,如人工合成培养基、血
清、酶液等均采用滤过法除菌
超净工作台:为操作提供无菌环境
紫外灯:紫外线消毒。 主要用于培养室空气、操作台、塑料
第一节 微生物的分离和纯培养
七、 菌种的衰退、复壮及保藏
(一)菌种的衰退与复壮的概念 1.衰退(degeneration) :菌种在培养或保藏过 程中,由于自发突变的存在,出现某些原有优良 生产性状的劣化、遗传标记的丢失等现象,称为 菌种的衰退。 衰退的原因:①基因突变,②分离现象。 常见的衰退现象: 菌落和细胞形态的改变; 生长速度缓慢,产孢子越来越少; 代谢产物生产能力或其对宿主寄生能力下降; 抵抗力、抗不良环境能力减弱等。
第04章环境工程微生物学课件
6.抑制剂对酶促反应的影响 抑制剂对酶促反应的影响 有些物质可减弱、抑制、破坏酶活性,称为抑制剂。 有些物质可减弱、抑制、破坏酶活性,称为抑制剂。 重金属离子( )、CO CO、 如:重金属离子(Ag+、Hg2+)、CO、H2S等。 抑制剂作用机理: 抑制剂作用机理: a.竞争性抑制 a.竞争性抑制 b.非竞争性抑制 b.非竞争性抑制
k 3 [ E ][ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱS ] v= K m + [S ]
从米-门公式可知,酶促反应速度与[E]和[S]有关。 从米-门公式可知,酶促反应速度与[E]和[S]有关。实 [E] 有关 际上,也要受到温度、pH、激活剂、抑制剂的影响。 际上,也要受到温度、pH、激活剂、抑制剂的影响。 1.[E]对酶促反应的影响 1.[E]对酶促反应的影响 理论: 理论:当底物分子浓度足够时 酶促反应速度与[E]成正比, [E]成正比 ,酶促反应速度与[E]成正比, 即当[S]足够大时,[E]越大 [S]足够大时 越大, 即当[S]足够大时,[E]越大, 酶促反应速度越快。 酶促反应速度越快。 实际: [E]达到一定浓度时, 实际:当[E]达到一定浓度时, 达到一定浓度时 酶促反应速度就趋于平缓。 酶促反应速度就趋于平缓。
第二节 微生物的营养
营养:微生物获得和利用营养物质的过程。 营养 微生物获得和利用营养物质的过程。 微生物获得和利用营养物质的过程 营养物质:能够满足机体生长、 营养物质 能够满足机体生长、繁殖和完成各种生理 能够满足机体生长 活动所需要的物质。 活动所需要的物质。 营养物质是微生物生存的物质基础, 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。 维持和延续其生命形式的一种生理过程。 微生物不断获得营养物质,将其变成细胞组分, 微生物不断获得营养物质,将其变成细胞组分,并将 废弃物排出体外的过程称为新陈代谢。 废弃物排出体外的过程称为新陈代谢。
《微生物学》主要知识点-04 第四章 病毒和亚病毒
第四章非细胞型生物4.1 概述1892年俄国植物病理学家D.Ivanovsky 研究了烟草花叶病的病原,认为它是能通过细菌滤器的“细菌毒素”或极小的“细菌”。
1898年荷兰学者M.W.Beijerinck 独立进行了烟草花叶病病原的研究,首次提出其病原是一种“传染性的活性液体”或称“病毒”。
1935年美国的Stanley首次提纯并结晶了烟草花叶病毒(tobacco mosaic virus, TMV)。
非细胞型生物包括:1.病毒(euvirus)、2.亚病毒(subvirus) :类病毒、拟病毒、朊病毒。
4.2 病毒(Virus)4.2.1 病毒特征病毒是既有生活特性又具有非生活特性(living and nonliving characteristics)的感染因子。
能够感染动物、植物、甚至其他的微生物。
只感染细菌的病毒称为噬菌体(bacteriophages);只感染真菌的病毒叫真菌噬菌体(mycophages)。
(1)病毒的生活特征:它们在活的宿主细胞内以极快的速度增殖;能变异。
(2)病毒的非生活特征:没有完整的细胞结构(acellular);不能独自进行新陈代谢,必须依赖宿主细胞的新陈代谢机制。
它们不能生长和分裂,新的病毒组件必须在已感染的宿主细胞内组装;它们具有DNA 或RNA,不能兼而有之。
(3)病毒的判定标准:只拥有一种类型的核酸(nucleic acid )即DNA 或RNA,不能兼而有之;必须在活的宿主细胞内增殖,是严格的非细胞寄生物;新的病毒组件必须在已感染的宿主细胞内组装成完整的病毒粒子(virions )后才能感染其他宿主细胞。
(4)病毒的实验室培养:由于病毒缺乏新陈代谢机制,它们完全依靠宿主细胞进行复制。
病毒不能在合成培养基上生长。
动物病毒在动物体、无菌卵(embryonated eggs)、或细胞内增殖。
而合成细胞必须在合成培养基内生长。
4.2.2 病毒的形态和大小(1)病毒的大小(Size):病毒常常比细菌小,它们属于亚显微结构(submicroscopic);绝大多数病毒的大小在5~300 nm (nanometers);副粘病毒(Paramyxoviruses)能达到14,000 nm。
第四章微生物生长及控制
发酵工业上一般采用1/10的接种量
(4)培养基成分:接种到营养丰富的天然培 养基中的微生物延滞期短。
5)缩短延滞期的意义和方法
在发酵工业上需设法尽量缩短延迟期
接种对数生长期的菌种,采用最适菌龄 加大接种量 用与培养菌种相同组分的培养基 选用繁殖快的菌种
在食品工业上,尽量在此期进行消毒或灭菌
力、超声波
化学因素:酸、碱、氧化还原电位、化学
药物等
生物因素:寄生、互生、共生、拮抗等
有害微生物的控制
防腐、消毒、灭菌
1、防腐: 利用理化因素完全抑制霉腐微
生物的生长繁殖,从而达到防止物品发生 霉腐的措施,称为防腐。 2、消毒:采用较温和的理化因素,仅杀 死物体表面或内部的一部分对人体有害的 称为消毒。
2、指数期(对数期)
1)现象:细胞数目以几何级数增加,其对 数与时间呈直线关系。 2)生理特性: R最大,G(代时)最短 细胞代谢活动比较稳定,菌体内各种成分最 均匀,生理特性较一致。 酶活力最高,酶系活跃,代谢旺盛 活菌数几乎接近于总菌数
指数期的细胞是进行生理、代谢、遗传等研究的最好材料。
3)指数期细胞高速生长的原因:
同步培养的方法
1. 选择法 ⑴离心沉降分离法: ⑵过滤分离法: ⑶硝酸纤维素薄膜法:
2.诱导法
⑴温度调整法
⑵营养条件调整法
⑶用最稳定期的培养物接种
由于细胞个体间存在着差异,同步生长只能维持 1至2代,不能长久维持。
18
4.4 环境因素对微生物生 长的影响
微生物的一切生命活动都离不开环境,同一种微生
病原菌,而对被处理物体基本无害的措施,
3、灭菌(sterilization) 采用强烈的理化因素使任何物体内
微生物学:第四章微生物的营养与培养基
微 生 物
生长因子 需要量(ml-1
胆碱
硫胺素 B-丙氨酸
III型肺炎链球菌(Streptococcus pneumoniae)
金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus) 白喉棒杆菌(Cornebacterium diphtherriae)
6ug
0.5ng 1.5ug
破伤风梭状芽孢杆菌(Clostridium tetani)
氮源
氮源谱
{ { {
有机氮 无机氮
蛋白质 核酸 氨基酸 尿素
NH3 铵盐 硝酸盐 N2
按氮源的不同,生物可分为:
氨基酸自养型生物:能利用尿素、铵盐、硝酸盐甚至氮 气的生物
氨基酸异养型生物:不能利用尿素、铵盐、硝酸盐甚至氮 气的生物
常用的蛋白质类氮源包括蛋白胨、鱼粉、蚕蛹、黄豆饼 粉、玉米浆、牛肉浸膏、酵母浸膏等
④热的良好导体;
⑤通过水合作用与脱水作用控制由多亚基组成的结构
第二节
生长所需要的碳源
微生物的营养类型
自养型生物
异养型生物
光能营养型
生物生长过程中能量的来源
划分依据 碳源 能源 电子供体 营养类型 自养型(autotrophs) 异养型(heterotrophs) 光能营养型(phototrophs) 化能营养型(chemotrophs) 无机营养型(lithotrophs) 有机营养型(organotrophs)
碳源谱
{
有机碳 无机碳
异养微生物
自养微生物
微生物利用的碳源物质主要有糖类、有机酸、醇、 脂类、烃、CO2及碳酸盐等。糖类是最广泛利用的碳源。
对于为数众多的化能异养微生物来说,碳源是兼有 能源功能营养物。
食品微生物学-第四章 微生物的代谢
第四节 微生物独特的合成代谢
1 自养微生物的CO2固定: CO2是自养微生物的唯一碳源,异养微生物将CO2作 为辅助碳源,将空气中的CO2同化成细胞物质的过程,称为CO2的固定作用。
自养微生物+ CO2
细胞物质(糖)同化有卡尔文循环、
还原性三羧酸循环、还原性的单羧酸循环三个途径。
异养微生物+ CO2
双歧杆菌: C6H12O6 3CH3COOH + 2.5ATP
2CH3CHOHCOOH +
乳糖发酵:
乳糖 葡萄糖
C6H12 O6 + 半乳糖
异构化成
第二节 自养微生物的生物氧化
一些微生物可以从氧化无机物获得能量,同化合成细胞物质,这类 细菌称为化能自养微生物,它们在无机能源氧化过程中通过氧化 磷酸化产生ATP。能进行光能营养的微生物真菌中有藻类及原核 生物中蓝细菌。
3 柠檬酸发酵:关于柠檬酸的发酵,目前大多数的学者认为柠檬酸并非只有 TCA循环产生,还可由葡萄糖经EMP途径生存丙酮酸,丙酮酸羧化反应形成草 酰乙酸,与乙酰辅酶A形成柠檬酸。
葡萄糖
磷酸稀醇式丙酮酸
草酰乙酸
CO2
柠檬酸
丙酮酸
乙酰辅酶A
4 乳酸发酵:乳酸是乳酸菌发酵的最终产物。乳酸菌的种类有许多,发酵的方 式有正型乳酸发酵和异型乳酸发酵两种。
(3)发酵作用(fermentation):广义的发酵最早是指 从不断冒泡并产生有用发酵产物的一些自然现象开始的;目 前发酵泛指任何利用好氧性或厌氧性微生物来生产有用代谢 产物或食品、饮料的一类生产方式。狭义的发酵是指在无氧 等外源氢受体的条件下,底物脱氢后所产生的还原力[H]经 呼吸链传递而直接交中间代谢物,以实现底物水平磷酸化产 能的一类生物氧化反应。
第四章真核微生物
根霉属(Rhizopus):有假根和匍匐 枝,孢囊梗不分枝,从匍匐枝上长出,孢 囊梗与假根对生。
引起淀粉质食品变质,俗称“面包霉”
酿酒工业中生产菌种
4.2.2、重要类群
毛霉属(Mucor):孢囊梗直接从菌丝上长 出,分枝或不分枝。不产生假根和匍匐丝。 引起果实和贮藏器官的腐烂。 分解蛋白和淀粉、生产有机酸等。
特化营养菌丝
菌 丝 体
特化气生菌丝
无性:分生孢子器(座)
有性:子囊果
营养菌丝特化形态
功能是固着和吸收营养。
吸器:一些专性寄生真菌从菌丝上分化出来 的旁枝,侵入细胞内分化成指状、球状或丛 指状,用以吸收细胞内的营养。
附着胞:植物寄生真菌在其芽管或老菌丝顶端发生膨大,并 分泌粘性物,牢固地粘附在宿主的表面,这一结构就是附着 胞,附着胞上再形成纤细的针状感染菌丝(侵入钉),穿透 寄主细胞的表层细胞壁,吸取营养
游动孢子鞭毛的类型、 数量、着生位置是重要
的分类依据。
无膈菌丝
4.1.2、重要类群
共4纲,根肿菌纲、壶菌纲、丝壶菌
纲、卵菌纲。
水霉菌属(Sapralegnia):产生顶生长形粗 壮的游动孢子囊;游动孢子可排列成多列;两 游现象明显。
寄生鱼类等水生动物。
两游现象(diplanetism):从孢子囊中释放出来的游动孢子 →休止→再萌发释放游动孢子继续游动的现象。
2.1.1、一般形态
菌丝体按照分化程度分为:
基内菌丝:伸入到培养基内部,以吸
收养分为主的菌丝。 气生菌丝:向空气中生长的菌丝. 繁殖菌丝:气生菌丝发育到一定阶段 可分化产成。
课前复习
蓝细菌的定义? 支原体的定义? 真菌的定义?
第四章 微生物的代谢调控与代谢
[实际上乳糖不是真正的诱导物,它必须先转化为 别构乳糖才能起诱导剂的作用] ������ 诱导剂也可以不是该酶的作用底物 如异丙基- β-D-硫代半乳糖苷(IPTG)是β-半乳 糖苷酶合成的极佳诱导剂,但不是作用底物;
������ 酶的作用底物不一定有诱导作用 如对硝基苯-α-L-阿拉伯糖苷是β-半乳糖苷酶的底 物,但不能诱导该酶的合成。
凡是能促进酶合成的调节称为诱导;而能阻碍酶合 成的调节称为阻遏。
������ ������ 同调节酶的活性的反馈抑制等相比,通过 调节酶的合成而实现代谢调节的方式是一类较间接 而缓慢的调节方式;其优点是通过阻止酶的过量合 成,有利于节约生物合成的原料和能量。
一)酶合成调节的类型
诱导 阻遏 末端产物阻遏
三、分支生物合成途径的调节
1、同工酶(isoenzyme)调节 某一分支途径中的第一步反应可由多种酶催化,但这些酶 受不同的终产物的反馈调节. (酶的分子结构不同)
D
A B C F
E
G
Y
Z
如:大肠杆菌的天门冬氨酸族氨基酸的合成途径中,有三 个同工酶:天门冬氨酸激酶Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,分别受赖氨酸、 苏氨酸和甲硫氨酸的反馈调节
������ 1指由某代谢途径末端产物过量积累而引起的阻 遏。 ������ 2对直线式途径来说,末端产物阻遏的情况较简单, 即产物作用于代谢途径中的各种关键酶,使之合成 受阻; 对于分支代谢途径而言,情况较复杂,每种末端产 物仅专一地阻遏合成它的那条分支途径的酶。代谢 途径分支点以前的“公共酶”仅受所有分支途径末 端产物的阻遏(多价阻遏作用)。 3末端产物阻遏在代谢调节中有重要作用,保证细 胞内各种物质维持适当的浓度;普遍存在于氨基酸 核苷酸生物合成途径中。
5、顺序反馈调节 (sequential feedback regulation)
微生物第四章
第四章微生物的代谢代谢(metabolism):也称新陈代谢,指生物体内进行的全部化学反应的总和。
(一)分解代谢:细胞将大分子物质降解成小分子物质,并在此过程中产生能量的过程。
不同营养类型的微生物进行分解代谢所利用的物质不同,异氧微生物利用的是有机物,自养微生物利用的是无机物。
(二)合成代谢:细胞利用简单的小分子物质合成复杂的大分子物质,并在此过程中贮藏能量的过程。
(三)物质代谢:物质在体内进行转化的过程。
(四)能量代谢:伴随物质转化而发生的能量形式相互转化的过程。
(五)初级代谢:能使营养物转化为结构物质、具生理活性物质或提供生长能量的一类代谢。
产物有小分子前体物、单体、多聚体等生命必需物质。
(六)次级代谢:某些微生物进行的非细胞结构物质和维持其正常生命活动的非必须物质的代谢。
产物有抗生素、酶抑制剂、毒素、甾体化合物等,与生命活动无关,不参与细胞结构,也不是酶活性必需,但对人类有用。
合成代谢和分解代谢的关系1.分解代谢为合成代谢提供能量和原料,保证正常合成代谢的进行,合成代谢又为分解代谢创造更好的条件。
2.合成代谢和分解代谢都是由一系列连续的酶促反应构成的,前一步反映的产物是后续反应的底物。
微生物代谢的特点1.代谢旺盛(代谢强度高、转化能力强)2.代谢类型多样化(导致营养类型的多样化)3.某些微生物在代谢过程中除产生其生命活动必须的初级代谢产物和能量外,还会产生一些次级代谢产物,次级代谢产物与人类生产与生活密切相关,是微生物学的重要研究领域。
4.微生物的代谢作用使得微生物在自然界的物质循环中起着极其重要的作用。
第一节微生物的能量代谢第二节微生物的物质代谢第三节微生物代谢的调节第四节微生物次级代谢与次级代谢产物第一节微生物的能量代谢微生物能量代谢是指微生物把环境提供的能源或本身储存的能源转变为微生物生命活动所需能源的过程。
微生物的产能代谢是指生物体内经过一系列连续的氧化还原反应,逐步分解并释放能量的过程,又称生物氧化。
第四章微生物的代谢
6-磷酸果糖 + 4-磷酸赤鲜糖
转醛酶 ⑻ 4-磷酸赤鲜糖 + 5-磷酸木酮糖----------→6-磷酸果糖 + 3-磷酸甘油醛
关于HMP途径的讨论
HMPH途M途P径径途普的径遍另的存一关在特于键点微酶是生系只物是有细6N-胞A磷D中P酸参,葡与通萄反常糖应是酸。和脱在E氢M有P酶氧途和条径件同转下时酮,存—在H—M一P转途种醛径微酶所生系, 产物生 中其的 。中能N6A-以D磷PH酸M2在P途葡转径萄氢作糖酶为酸的唯脱作一氢用降酶下解催,途化可径磷将的氢酸微转已生给糖物N酸A,D的,目脱形前氢成发脱N现A羧D的H,2只,而有经转亚呼酮氧吸—
⑶⑹⑾完全酸 36-H分磷M戊P子酸6途糖-磷葡径磷的酸萄的酸进戊糖总果一内反糖糖步酯应,-代式-+-谢3为-分H-较:2-O-子-复--磷-→杂-酸-,-6内-戊--由磷酯-糖-3酸酶转-分之-葡酮-子间-萄酶→磷,糖6酸在-磷已转酸糖酮葡经酶萄脱和糖氢转酸脱醛羧酶生的成作的用
下,又生成2分7子-磷磷酸酸景己天糖庚和酮一糖分+ 子3-磷磷酸甘丙油糖醛,磷酸丙糖再经EMP ⑷ 途6-磷6径-酸磷的葡酸后萄葡半糖萄部酸糖反++应N7转AHD2O为P磷+-丙-酸1-酮2-葡N-酸A-萄D-P,-糖--这-酸转----脱个醛---→氢反酶--酶应-5--→过磷酸程6C核称O2酮+为糖1H2M+NPA途NDAPD径HP2H+。2 H反+3PCO应O4 2 ⑺ 步骤可分为以下十一步反应:
NADH FMN CoQH2 Cyt b(Fe3+) CytC1(Fe2+) CytC (Fe3+) Cyta (Fe2+) Cyta3 (Fe3+) H2O
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酵母细胞核是 有双层膜结构 的细胞器(核 膜包裹,轮廓 分明)
三、酵母菌的繁殖方式
酵母菌的繁殖方式 无性 有性 (产子囊孢子) 产无性孢子
芽殖 (各属酵母都存在)
裂殖 (裂殖酵母属) 节孢子 (地霉属)
掷孢子 (掷孢酵母属)
后垣孢子 (白假假丝酵母)
根据能否进行有性繁殖,可将酵母菌分为: 只进行无性繁殖的酵母菌称假酵母
(一)无性孢子
1.厚垣孢子: 这类孢子具很厚的壁,是真 菌的休眠体,可抵抗热、干 燥等不良环境。
2、节孢子: 由菌丝断裂形成。菌丝生长 到一定 阶段,出现许多横隔 膜,然后从横隔膜处断裂, 产生很多单个孢子。
3、分生孢子:
菌丝分枝顶端细胞 或菌丝分化来的分 生孢 子梗的顶端 细胞分割而成的单 个或成簇孢子。
支持、运输、运动等功能
2、内质网和核糖体
糙面内质网
光面内质网
3、高尔基体 4~8个平行堆叠的扁平膜 囊和大小不等的囊泡所组
成的膜聚合体
功能是协调细胞生化功能
和细胞内外环境的重要的 细胞器
4、溶酶体
单层膜 内含多种酸性水解酶 功能是细胞内消化
5、微体
单层膜包裹、内含多种酸性水解酶
主要含氧化酶和过氧化氢酶 主要功能是使细胞免受H2 O2毒害, 并能氧化分解脂肪酸等
6、线粒体
两层膜:内膜、外膜
外形和大小酷似杆菌
每个细胞有数百到数千个 1.双层单位膜包围的 细胞器;其中含脂类、蛋白质、 少量RNA和环状DNA。 2.其DNA可自主复制, 不受核DNA控制。决定线 粒体的某些遗传性状。 3.生物氧化中心。
7、液泡
1)单层膜包裹的细胞器;含有机酸、盐类 水 溶液和水解酶类。 2)调节渗透压与细胞质进行物质交换; 储藏 物质。 3)为细胞成熟的标志
整个菌丝为长管状单细胞,细胞 质内含有多个核。其生长过程只 表现为菌丝的延长和细胞核的裂 殖增多以及细胞质的增加。
无隔膜菌丝
细胞形态
有隔膜菌丝 菌丝由横隔膜分隔成成串多细胞, 每个细胞内含有一个或多个细胞 核。有些菌丝,从外观看虽然像 多细胞,但横隔膜上有小孔,使 细胞质和细胞核可以自由流通, 而且每个细胞的功能也都相同。
具有有性繁殖的酵母菌称真酵母
(一)无性繁殖
1、芽殖(budding)
芽殖是酵母菌最常见的一种繁殖方式
一个酵母能形成的芽数是有限的。(平均24个)
出芽方式: 多边出芽、两端出芽、 三边出芽、单边出芽。
芽殖过程:
•母细胞形成小突起(A—D) •核裂(E—G) •原生质分配(H—I) •新膜形成(J—K)
(三)细胞核
•核膜: 核孔40~70nm ,透性比任 何生物膜都大。 •染色体:由DNA和组蛋白牢固结合 而成,呈线状, 数目因种而异。 •核仁:核内有一或几个区域rRNA 含量很高,这一区域为核仁,是合 成核糖体的场所。 •中心体: 在核膜外,由蛋白质亚基 组成的细丝 状结构,在细胞繁殖分 裂中起作用。 细胞核的功能:携带遗传信息,控制 细胞的增殖和代谢。
酵母菌的生活史 生活史又称生命周期,指上一代生物个 体经一系列生长、发育阶段而产生下一代 的全部过程 营养体既能以单倍体也能以二倍体形式存在 营养体只能以单倍体形式存在 营养体只能以二倍体存在
1、营养体既能以单倍体也能以二倍体形式存在
特点:
a. 一般情况下都以营养体状态进行出芽繁殖
b. 营养体既能以单倍体形式存在,也能以
四、酵母菌的菌落
酵母菌的菌落湿润粘稠、表面光滑, 质地均匀,与培养基结合不紧密;比细菌 菌落大而厚;颜色较单调,多数呈乳白色, 少数呈红色、黑色等。
第三节丝状真菌—霉菌
绝大多数真菌的营养体是菌丝体,因此, 丝状真菌是真菌的最主要成员。霉菌是丝状真 菌的一个通俗名称,这是因为这类真菌通常会 在生长基质表面呈现为发霉的特征。它们往往 在潮湿的气候下大量生长繁殖,长出肉眼可见 的丝状、绒状或蛛网状的菌丝体(霉状物), 有较强的陆生性,在自然条件下,常引起食物、 工农业产品的霉变和植物的真菌病害。 在地球上,几乎到处都有丝状真菌的踪迹, 种类多、数量大。
大小:长5--20μm,宽1--4μm
比细菌大几倍至几十倍
二、细胞的形态和构造
(一)细胞壁 成分主要是葡聚糖和甘露聚糖,此外含不 等量蛋白质、脂类,有些酵母菌除上述成分外 还含有少量几丁质(多聚乙酰葡萄糖胺)
细胞壁结构:
三明治结构
外层:甘露聚糖:约占30%,以α-糖苷键联结(并非所有酵母菌都有) 细胞壁 内层:葡聚糖:约占30-40%,由D-葡萄糖以β-糖苷键联结
第三章真核生物
一、什么是真核生物?
细胞核具有核膜,能进行有丝分裂、细 胞质中存在线粒体或同时存在叶绿体等多种 细胞器的生物,称为真核生物。
二、真核生物的主要类群
酵母菌
真菌
真核微生物
丝状真菌—霉菌 蕈菌
植物界:显微藻类
动物界:原生动物
三、真菌的特点
无叶绿素,不能进行光合作用 一般具有发达的菌丝体
一、什么是霉菌
霉菌(mold):是丝状真菌的一个俗称,
通常指那些菌丝体较为发达又不产生大型
肉质子实体结构的真菌。
一、营养体 (vegetative body)
(一)菌丝(hyphae):是真菌营养体的基本 单位,为分枝管状,有或无隔膜。它的直径 一般为3--10μm,与酵母细胞类似,比细菌 或放线菌的细胞约粗10倍。 1、真菌菌丝细胞的构造:其外由厚实、坚韧 的细胞壁所包裹,其内有细胞膜,再内就是 充满着细胞质的细胞腔。细胞核也由双层的 核膜包裹,其上有许多膜孔,核内有一核仁。 在细胞质中存在着液泡、线粒体、内质网、 核糖体、泡囊和膜边体等。
(3)吸器:只在宿主细胞间隙蔓延的营养菌丝 上分化出来的短枝,可侵入细胞内以吸收宿主 细胞的养料而不使其致死。
(4)附着胞:许多寄生于植物的真菌在其芽管或 老菌丝顶端会发生膨大,分泌粘状物,借以牢固地 粘附在 宿主的表面
(5)附着枝:
若干寄生真菌 由菌丝细胞生 出1~2个细胞的 短枝,将菌丝附 着于宿主体上
2、裂殖(fission)
少数酵母具有与细菌相似的二分裂繁殖方式
裂殖酵母 3、产生无性孢子
少数酵母菌可在卵圆形营养细胞上长 出小梗,其上产生肾形的掷孢子
(二)有性繁殖
酵母菌是以形成子囊和子囊孢子的方式进行 有性繁殖的 细胞原生质体接触
质配
核配
减数分裂
子囊和子囊孢子的形成: 一般通过邻近的两个性别不同的细胞各自伸出一 根管状的原生质突起,随即相互接触、局部融合并 形成一个通道,再经过质配、核配形成双倍体细胞--接合子。接合子进行减数分裂,形成4个或8个子核, 每一个子核和周围的细胞质一起,在其表面形成孢 子壁后就形成子囊孢子,形成子囊孢子的细胞称为 子囊。一般一个子囊可产生4-8个子囊孢子。孢子数 目、大小、形状因种而异。
二倍体形式存在 c. 在特定条件下才进行有性繁殖
2、营养体只能以单倍体形式存在
特点: a. 营养细胞为单倍体
b. 无性繁殖为裂殖 c. 二倍体细胞不能独立生活,
此期极短
3、营养体只能以二倍体形式存在
特点:
a. 营养体为二倍体不断进行芽殖,此阶段较长
b. 单倍体的子囊孢子在子囊内发生接合
c. 单倍体阶段仅以子囊孢子的形式存在, 不能进行独立生活
中间层:蛋白质:含6-8%
(二)细胞膜
蛋白质:包括一些酶
甘油的单、双、三酯
细胞膜 的成分
类脂
甘油磷酯 淄醇
磷脂酰胆碱(卵磷脂)
磷脂酰乙醇胺 麦角淄醇
酵母淄醇 糖类:甘露聚糖等
酵母菌的细胞膜与 原核生物的基本相 同。但有的酵母菌 如酿酒酵母中含有 固醇类(甾醇)、 VitD的前体----麦角 固醇,这在原核生 物是罕见的。
糖脂 电子传递体 基团转移运输 胞吞作用
(四)细胞核 是细胞遗传信息(DNA)的存复制和 转录的主要部位 外形固定,有核膜 由核被膜、染色质、核仁 和核基组成
(五)细胞质和细胞器
1、细胞基质和细胞骨架
除细胞器以外的胶状溶液,称细胞基质 细胞骨架是由微管、肌动蛋白丝(微丝)
和中间丝3种蛋白质纤维构成的细胞支架
8、膜边体 质膜与胞壁之间,可能与分泌水解酶或细 胞壁合成有关
9、氢化酶体 厌氧性原生动物和真菌中。 氢化酶、铁氧还蛋白、氧化还原酶等
鞭毛基体附近,鞭毛运动提供能量
五、原核微生物与真核微生物的比较
原核细胞 真核细胞 有明显核区,无 有核膜,核仁 核膜、核仁
细胞核
细胞器
无线粒体,能量 有线粒体,能量代 代谢和许多物质 谢和许多合成代谢 代谢在质膜上进 在线粒体中进行 行
二、细胞的形态和构造 2、菌丝顶端的构造:包括延伸区、硬化区、 次生壁形成区、成熟区、隔膜区。 菌丝顶端延伸区和硬化区的内层是几丁 质层,外层为蛋白质层;次生壁形成区就是 亚顶端部位,其由内至外是几丁质层、蛋白 质层和葡聚糖蛋白网层;再下面就是成熟区, 其由内至外相应地为几丁质层、蛋白质层、 葡聚糖蛋白质层和葡聚糖层;最后就是隔膜 区。 真菌细胞壁特征性地含有几丁质,使细 胞壁坚韧;也含有蛋白质、甘露聚糖和葡聚 糖等无定型物质,它们混在上述纤维状物质 构成的网内或网外,充实了细胞壁的结构。
(三)细胞质膜
项 目 淄 醇 原核生物 无(支原体例外) 真核生物 有(胆淄醇、 麦角淄醇等) 磷脂酰乙醇胺等
直链或分支、饱和或不饱 高等真菌:含偶数碳原子 和脂酸;每一磷脂分子常 的饱和或不饱和脂肪酸 含饱和与不饱和脂肪酸各 低等真菌:含奇数碳原子 一 的不饱和脂肪酸 无 有 有 无 有(具有细胞间 识别受体功能) 无 无 有
(6)菌核:由菌丝聚集和粘附而形成的一种休眠 体,同时它 又是糖类和脂类等营养物质的储藏体。
(7)菌索:能在 缺少营养的环境 中为菌体生长提 供基本的营养来 源,尤其是在高 等担子菌中较为 常见。